KR101457243B1 - Passivation layer for a circuit device and method of manufacture - Google Patents

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KR101457243B1
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존 엠. 베딩거
마이클 에이. 무어
로버트 비. 할락
카말 타바타바이-알아비
토마스 이. 카지오르
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레이던 컴퍼니
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Abstract

According to one embodiment of the disclosure, a method for passivating a circuit device generally includes providing a substrate having a substrate surface, forming an electrical component on the substrate surface, and coating the substrate surface and the electrical component with a first protective dielectric layer. The first protective dielectric layer is made of a generally moisture insoluble material having a moisture permeability less than 0.01 gram/meter 2 /day, a moisture absorption less than 0.04 percent, a dielectric constant less than 10, a dielectric loss less than 0.005, a breakdown voltage strength greater than 8 million volts/centimeter, a sheet resistivity greater than 1015 ohm- centimeter, and a defect density less than 0.5/centimeter 2 . To be accompanied, when published, by Figure 1 of the accompanying drawings.

Description

회로 디바이스의 패시베이션층 및 제조 방법{PASSIVATION LAYER FOR A CIRCUIT DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURE}≪ Desc / Clms Page number 1 > PASSIVATION LAYER FOR A CIRCUIT DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURE [

본 개시물은 일반적으로 회로 디바이스, 회로 기판에 관한 것으로서, 특히, 회로 디바이스 및/또는 회로 기판의 패시베이션 시스템 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present disclosure relates generally to circuit devices and circuit boards, and more particularly to passivation systems of circuit devices and / or circuit boards and methods of making same.

기판 상에 집적되어 형성되는 전자 컴포넌트들을 갖는 회로 디바이스들은 그들이 제공할 수 있는 광범위한 사용으로 인하여 넓은 허용성을 향유하여 왔다. 이러한 회로 디바이스들의 사용은 보호 환경에서의 동작이 용이하지 않으며, 비용이 높거나, 및/또는 시스템 성능을 제한하는 응용예들을 포함할 수 있다. 이러한 응용예들에 있어서, 컴포넌트들의 전기적 성능이 개선되고, 회로 디바이스의 컴포넌트들이 나트륨 또는 염소에 기반한 기체, 요소, 또는 화합물로부터 생성되는 것과 같은 수분, 습기, 미립자, 또는 이온성 불순물 등의 유해 오염물질로부터 보호될 수 있도록 패시베이션(passivation) 기법이 채용될 수 있다. 이러한 기법들은 고비용의 밀폐 인클로져(enclosure) 또는 패키지를 없앨 수 있도록 하며, 회로 기능들이 더 조밀하게 패키징될 수 있도록 하여, 더 높은 패키징 밀도, 더 낮은 무게, 및 더 높은 주파수 성능을 가능하게 한다.Circuit devices having electronic components that are integrated and formed on a substrate have enjoyed wide acceptance due to the extensive use they can provide. The use of such circuit devices may include applications that are not easy to operate in a protected environment, are costly, and / or limit system performance. In these applications, the electrical performance of the components is improved, and the components of the circuit device are exposed to noxious contaminants such as moisture, moisture, particulates, or ionic impurities, such as those generated from gases or elements based on sodium or chlorine A passivation technique may be employed to protect it from the material. These techniques enable the elimination of costly enclosure enclosures or packages, allowing circuit functions to be packed more densely, enabling higher packaging density, lower weight, and higher frequency performance.

본 개시물의 일 실시예에 따르면, 회로 디바이스를 패시베이션하는 방법은 일반적으로 기판 표면을 갖는 기판을 제공하는 단계, 기판 표면 상에 전기 컴포넌트를 형성하는 단계, 및 기판 표면과 전기 컴포넌트를 제1 보호 유전체층으로 코팅하는 단계를 포함한다. 제1 보호 유전체층은 0.01 g/m2/day보다 작은 수분 침투성, 0.04%보다 작은 수분 흡수성, 10보다 작은 유전 상수, 0.005보다 작은 유전 손실, 8,000,000 V/cm보다 큰 항복 전압 강도, 및 1015 Ω㎝보다 큰 시트 저항을 갖는 전반적으로 수분 불용성 물질로 이루어진다.According to one embodiment of the present disclosure, a method of passivating a circuit device generally includes providing a substrate having a substrate surface, forming an electrical component on the substrate surface, and electrically connecting the substrate surface and the electrical component to the first protective dielectric layer. . ≪ / RTI > A first protective dielectric layer is 0.01 g / m 2 / day small moisture permeability than, less water absorbency than 0.04%, a dielectric constant, a large breakdown voltage strength of a smaller dielectric loss, 8,000,000 V / cm than 0.005 than 10, and 10 15 Ω Lt; RTI ID = 0.0 > cm < / RTI >

본 개시물의 또 다른 실시예에 따르면, 회로 디바이스는 일반적으로 기판과 제1 보호 유전체층을 포함한다. 기판은 적어도 하나의 전기 회로 컴포넌트가 형성되는 기판 표면을 갖는다. 제1 보호 유전체층은 0.01 g/m2/day보다 작은 수분 침투성, 0.04%보다 작은 수분 흡수성, 10보다 작은 유전 상수, 0.005보다 작은 유전 손실, 8,000,000 V/cm보다 큰 항복 전압 강도, 및 1015 Ω㎝보다 큰 시트 저항을 갖는 전반적으로 수분 불용성 물질로 이루어진다.According to another embodiment of the disclosure, a circuit device generally comprises a substrate and a first protective dielectric layer. The substrate has a substrate surface on which at least one electrical circuit component is formed. A first protective dielectric layer is 0.01 g / m 2 / day small moisture permeability than, less water absorbency than 0.04%, a dielectric constant, a large breakdown voltage strength of a smaller dielectric loss, 8,000,000 V / cm than 0.005 than 10, and 10 15 Ω Lt; RTI ID = 0.0 > cm < / RTI >

본 개시물의 실시예들은 다수의 기술적 장점을 제공할 수 있다. 일부 또는 전부의 실시예들은 이하에서 설명하는 장점들로 이득을 얻을 수 있거나, 어느 실시예도 이득을 얻지 않을 수도 있다. 일 실시예에 따르면, 상이한 처리 단계들 중에 기판 상에 형성되는 전기 컴포넌트들 또는 기타의 부가 컴포넌트들을 갖는 회로 디바이스의 패시베이션을 위하여 시스템 및 방법이 제공된다. 유전체 도포를 위해 제안된 기법은, 일부 실시예에 있어서, 3차원적 구조물(features)에 대한 우수한 z컨포멀리티(conformality)뿐만 아니라 기판 또는 웨이퍼에 걸친 두께 균일성 및 절대 두께의 비교적 정확한 제어를 가져온다. 두께의 정확한 제어는 우수한 전기적 성능과 우수한 수분 및 오염물질 보호성 양측 모두를 가져온다. 제안된 기법을 사용함으로써, 종래의 밀폐 패키징(hermetic packaging) 기법들과 인클로져들을 위한 필요성을 제거하며, 또한 밀폐 및 비-밀폐 응용 양측 모두에 대하여 성능과 신뢰성을 향상시킨다.Embodiments of the present disclosure may provide a number of technical advantages. Some or all of the embodiments may benefit from the advantages described below, or none of the embodiments may benefit. According to one embodiment, systems and methods are provided for passivation of circuit devices having electrical components or other additional components formed on a substrate during different processing steps. The proposed technique for dielectric coating, in some embodiments, provides relatively accurate control of thickness uniformity and absolute thickness across the substrate or wafer, as well as good z conformality to three-dimensional features Bring it. Accurate control of thickness results in both excellent electrical performance and excellent moisture and contaminant protection. The use of the proposed technique eliminates the need for conventional hermetic packaging techniques and enclosures and also improves performance and reliability for both sealed and non-sealed applications.

기타의 기술적 장점들은 이 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.Other technical advantages will be apparent to those of ordinary skill in the art.

이하의 첨부 도면들과 연계하여 이루어지는 상세한 설명으로부터 본 개시물의 실시예들의 더 완전한 이해가 더 명확해질 것이다.A more complete understanding of the embodiments of the disclosure will become more apparent from the following detailed description when taken in conjunction with the accompanying drawings.

도 1은 본 개시물의 교시에 따른 패시베이션 시스템을 포함하는 집적 회로 디바이스의 일 실시예의 측면 입면도이다.1 is a side elevational view of one embodiment of an integrated circuit device including a passivation system in accordance with the teachings of the present disclosure;

도 2는 도 1의 실시예를 제조하기 위하여 수행될 수 있는 수개의 조치들을 나타낸 흐름도이다.Figure 2 is a flow diagram illustrating several measures that may be performed to produce the embodiment of Figure 1;

도 3은 본 개시물의 다양한 웨이퍼 레벨의 실시예들의 도해적 요약을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a schematic summary of various wafer level embodiments of the present disclosure.

도 4A 내지 도 4D는 본 개시물의 교시에 따라서 제조될 수 있는 도 1의 회로 디바이스의 다양한 제조 단계 중에 도시된 측면 입면도이다.Figures 4A-4D are side elevation views shown during various stages of fabrication of the circuit device of Figure 1, which may be manufactured according to the teachings of the present disclosure.

도 5A 및 도 5B는 본 개시물의 회로 어셈블리의 패시베이션층 시스템의 일 실시예의 사시 단면도이다.5A and 5B are perspective sectional views of one embodiment of a passivation layer system of a circuit assembly of the present disclosure.

도 6은 도 5A 및 도 5B의 실시예를 제조하기 위하여 수행될 수 있는 수 개의 조치들을 나타낸 흐름도이다.Figure 6 is a flow diagram illustrating several measures that may be performed to produce the embodiment of Figures 5A and 5B.

도 7은 본 개시물의 특정한 어셈블리 레벨의 실시예들의 도해적 요약을 나타낸 도면이다.Figure 7 is a diagrammatic representation of a specific assembly level embodiment of the disclosure.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 패시베이션 시스템을 갖는 트랜지스터의 부분 확대도이다.8 is a partial enlarged view of a transistor having a passivation system according to another embodiment of the present invention.

도면들을 참조하면, 도 1은 본 개시물의 교시에 따라서 구성되는 회로 디바이스(10)의 일 실시예를 나타낸다. 회로 디바이스(10)는 일반적으로 수개의 전기 컴포넌트들(16)이 집적되어 형성되는 기판 표면(14)을 갖는 기판(12)을 포함한다. 도 1의 기판(12)은 회로 디바이스(10)의 제조에 적합한 임의의 반도체 재료로 형성될 수 있으며, 예를 들어, Si(silicon), GaAs(gallium-arsenide), GaN(gallium-nitride), Ge(germanium), SiC(silicon-carbide), 또는 InP(indium-phosphide)일 수 있다. 이러한 종류의 재료들 각각은 전기 컴포넌트들(16)이 형성될 수 있는 대략 평면형의 표면(14)에 제공될 수 있다.Referring to the drawings, FIG. 1 illustrates one embodiment of a circuit device 10 constructed in accordance with the teachings of the present disclosure. Circuit device 10 generally includes a substrate 12 having a substrate surface 14 on which a number of electrical components 16 are integrated and formed. The substrate 12 of Figure 1 may be formed of any semiconductor material suitable for the fabrication of the circuit device 10 and may be formed of any suitable material such as, for example, silicon (Si), gallium arsenide (GaAs), gallium- Ge (germanium), SiC (silicon carbide), or InP (indium-phosphide). Each of these types of materials may be provided on a substantially planar surface 14 on which the electrical components 16 may be formed.

전기 컴포넌트들(16)은, 예를 들어, 트랜지스터, 커패시터, 저항, 인덕터, 등 일 수 있는 기판 표면(14) 상에 형성될 수 있는 임의의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 도시된 특정 실시예에 있어서, 전기 컴포넌트들(16)은 수개의 트랜지스 터(16a), 커패시터(16b), 및 저항(16c)일 수 있으나, 회로 디바이스(10)는 본 개시물의 교시를 일탈하지 않고서 다른 종류의 전기 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 트랜지스터(16a)는 각각 소오스 영역(S), 게이트 영역(G), 및 드레인 영역(D)을 갖는 pHEMT(pseudomorphic High Electron Mobility Transistor) 디바이스일 수 있다. 각각의 트랜지스터(16a)의 소오스 영역(S)을 연결하는 에어 브릿지(air bridge)(18a)가 도시되어 있다. 커패시터(16b)의 전기적 연결을 위하여 다른 에어 브릿지(18b)가 제공된다. 본 명세서에서 에어 브릿지(18a 및 18b)를 부가 컴포넌트(18)라 할 수도 있다. 부가 컴포넌트(18)는, 이에 한정하지 않지만, 컴포넌트들(16)의 전기적 연결, 열전도, 및/또는 구조적 강화 등의 다양한 목적을 위해 컴포넌트들(16) 상에 놓이는 임의의 적합한 컴포넌트를 지칭할 수 있다.The electrical components 16 may include any component that may be formed on the substrate surface 14, which may be, for example, a transistor, a capacitor, a resistor, an inductor, In the particular embodiment shown, the electrical components 16 may be several transistors 16a, capacitors 16b, and resistors 16c, but the circuit device 10 may deviate from the teachings of the present disclosure. But may include other types of electrical components. In one embodiment, the transistor 16a may be a pseudomorphic high electron mobility transistor (pHEMT) device having a source region S, a gate region G, and a drain region D, respectively. And an air bridge 18a connecting the source region S of each transistor 16a is shown. Another air bridge 18b is provided for electrical connection of the capacitor 16b. Air bridges 18a and 18b may also be referred to herein as additional components 18. The additional component 18 may refer to any suitable component that rests on the components 16 for various purposes such as, but not limited to, electrical connection, thermal conduction, and / have.

기판 표면(14)과 전기 컴포넌트들(16) 상에는 제1 보호 유전체층(22), 제2 보호 유전체층(24), 및 제3 유전체층(26)이 놓인다. 이하에서 상세하게 후술하는 바와 같이, 제1 보호 유전체층(22), 제2 보호 유전체층(24), 및 제3 유전체층(26)은 수분, 습기, 미립자, 부식성 물질, 및 나트륨, 칼륨, 또는 염소 등의 이온성 불순물과 같은 각종 유해 전하 트랩(trap) 및 오염물질로부터 기판(12)과 컴포넌트들(16 및 18)을 패시베이션하도록 동작가능하다.A first protective dielectric layer 22, a second protective dielectric layer 24, and a third dielectric layer 26 are disposed on the substrate surface 14 and the electrical components 16. The first protective dielectric layer 22, the second protective dielectric layer 24 and the third dielectric layer 26 may be formed of a material such as moisture, moisture, particulate, corrosive material, and sodium, potassium, or chlorine To passivate the substrate 12 and components 16 and 18 from various harmful charge traps and contaminants such as ionic impurities of the substrate 12.

공지의 회로 디바이스의 구현예에서는 전기 컴포넌트들과 기판 표면 상에 직접 배치되는 유전체층을 이용하여 유해 오염물질로부터 전기 컴포넌트들의 패시베이션을 제공하였다. 이러한 유전체층은 Si3N4(silicon-nitride) 또는 SiO2(silicon-dioxide)와 같은 절연 물질로 형성되었을 수도 있다. 그러나, 이러한 공지의 유전체 물질은 습기 열화를 방지하는 능력이 일반적으로 요구되는 것보다 못하다는 문제점이 있다. 그러므로, 질화규소(silicon-nitride) 물질을 사용하는 것은 환경적으로 보호되지 않거나 비-밀폐 환경에서 회로 디바이스에 적절한 보호를 제공하기 위해 비교적 두꺼운 층의 도포를 필요로 한다. 이러한 접근법의 문제점은 재료의 비교적 큰 두께에도 불구하고 회로 어셈블리의 패시베이션이 보통 정도로만 성취된다는 점이다. 또한, 비교적 큰 두께는 트랜지스터의 소오스(S), 게이트(G), 및 드레인(D) 영역들과 같은 디바이스의 능동 영역들 사이의 노드간 커패시턴스의 증가로 인하여 회로 디바이스의 성능에 악영향을 미칠 수도 있다. 또한, 질화규소 또는 기타 종래의 유전체의 비교적 두꺼운 층으로 인하여, 디바이스 또는 유전체 균열, 박리, 및/또는 디바이스 성능을 열화시키는 압전 효과를 일으킬 수 있는 높은 응력을 가져온다.Implementations of known circuit devices have provided passivation of electrical components from hazardous contaminants using electrical components and a dielectric layer disposed directly on the substrate surface. Such a dielectric layer may be formed of an insulating material such as Si 3 N 4 (silicon-nitride) or SiO 2 (silicon-dioxide). However, such known dielectric materials have the problem that their ability to prevent moisture degradation is generally less than required. Therefore, the use of silicon-nitride materials is not environmentally protected or requires application of a relatively thick layer to provide adequate protection to circuit devices in a non-sealed environment. The problem with this approach is that despite the relatively large thickness of the material, passivation of the circuit assembly is only usually achieved. Also, a relatively large thickness may adversely affect the performance of the circuit device due to the increased inter-node capacitance between the active regions of the device, such as the source (S), gate (G), and drain have. Also, due to the relatively thick layers of silicon nitride or other conventional dielectrics, high stresses can result in device or dielectric cracking, delamination, and / or piezoelectric effects that degrade device performance.

수분 보호를 위한 두꺼운 질화규소에 대한 대안으로서, 탄화규소의 화학기상증착(CVD: Chemical Vapor Deposition) 또는 산화알루미늄(aluminum-oxide)의 원자층 증착(ALD: Atomic Layer Deposition)과 같은, 물질의 제2 또는 제3의 패시베이션층에 이어서 이산화규소의 층을 활용하는 접근법이 구현되었다. 질화규소의 제1층의 상부에 추가의 탄화규소 또는 ALD 보호층을 사용하면, 아래의 질화규소에 관한 것 이상으로 노드간 커패시턴스를 더욱 증가시키므로, 디바이스 성능을 열화시킨다. 또한, 질화규소 및/또는 탄화규소는 높은 수분 취약성(moisture susceptibility)으로 인하여 시간이 갈수록 더 공격받을 수 있다.As an alternative to thick silicon nitride for moisture protection, a second layer of material, such as Chemical Vapor Deposition (CVD) of silicon carbide or atomic layer deposition (ALD) of aluminum oxide, Or a third passivation layer followed by a layer of silicon dioxide has been implemented. The use of additional silicon carbide or ALD protective layers on top of the first layer of silicon nitride further increases the inter-node capacitance beyond that of silicon nitride below, thereby degrading device performance. In addition, silicon nitride and / or silicon carbide can be attacked more and more over time due to high moisture susceptibility.

또한, 제1 보호 유전체층(22)은 후속 처리 단계들에서 발생가능한 전하 트랩 및 오염으로부터 게이트 영역을 보호할 수 있는 것으로 알려져 있다. 그러므로, 제1 보호 유전체층(22)은 게이트 제조 직전 및/또는 직후에 도포된다. 결과적으로, 에어 브릿지(18)와 RF 및 DC 도전체 또는 상호연결구(interconnection)들의 형성 등의 후속 제조 단계들에 있어서, 미립자, 전기화학적 또는 갈바닉(galvanic) 부식으로 인한 단락에 취약할 수 있는 노출된 금속 라인들을 남길 수 있다. 이러한 노출된 금속 라인들의 잠재적 부식을 해결하기 위하여 제안된 접근법에서는 질화규소 또는 탄화규소의 화학기상증착을 포함하였다. 종래의 화학기상증착 공정에 관련된 하나의 문제점은, 유전성 범위(dielectric coverage)에 대한 직사형(line-of-sight) 퇴적일 수 있다. 그러므로, 에어 브릿지 바로 아래의 영역들은 코팅이 잘 되지 않을 수 있고, 따라서, 수분이 있다면 부식 공격 또는 누설 전류의 생성에 대하여 취약할 수 있다. 또한, 질화규소 및/또는 탄화규소의 제2 보호 유전체층은 수분 열화에 대하여 취약할 수 있다. 질화규소층 위에 원자층 퇴적 코팅을 사용하는 것은 3차원 표면 형상(feature)에 대한 컨포멀리티(conformality)를 제공하지만, 전술한 바와 같이, 노드간 커패시턴스 또한 증가시켜, 디바이스 성능을 열화시키게 된다. 고성능 마이크로파 및 밀리미터파 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)와 같은 특정 실시예들은 RF(radio frequency) 성능의 큰 손실을 허용하지 않을 수도 있다.It is also known that the first protective dielectric layer 22 is capable of protecting the gate region from charge traps and contamination that may occur in subsequent processing steps. Therefore, the first protective dielectric layer 22 is applied immediately before and / or after the gate is fabricated. As a result, in subsequent manufacturing steps, such as formation of air bridges 18 and RF and DC conductors or interconnections, exposure that may be vulnerable to short circuiting due to particulate, electrochemical, or galvanic corrosion Metal lines can be left behind. To address the potential corrosion of these exposed metal lines, the proposed approach included chemical vapor deposition of silicon nitride or silicon carbide. One problem associated with conventional chemical vapor deposition processes may be line-of-sight deposition for dielectric coverage. Therefore, areas immediately below the air bridge may not be well coated and, if present, may be susceptible to corrosion attack or leakage current generation. In addition, the second protective dielectric layer of silicon nitride and / or silicon carbide may be vulnerable to moisture degradation. The use of atomic layer deposition coatings on silicon nitride layers provides conformality to three-dimensional surface features, but also increases inter-node capacitance, as described above, to degrade device performance. Certain embodiments such as high performance microwave and millimeter wave MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) may not tolerate significant loss of radio frequency (RF) performance.

본 개시물의 일 실시예에 있어서, 공지의 유전체 물질의 수분 보호 특성보다 우수한 수분 불침투성 물질을 구현하는 유전체층(22 및 24)이 제공될 수 있다. 특정 실시예에 있어서, 공지의 유전체 물질의 우수한 전압 항복 특성을 갖는 수분 불침투성 물질을 구현하는 보호 유전체층(22 및 24)이 제공될 수 있다. 즉, 비교적 높은 전압 항복 특성을 갖는 물질의 사용은 유사한 전압 항복 성능을 성취하기 위하여 종래에 사용되는 것보다 얇은 보호 유전체층(22 및 24)의 형성을 가능하게 할 수 있다. 이러한 특성에 있어서, 수분 및 기타 오염물질로부터의 패시베이션을 제공하기 위하여 공지의 패시베이션 시스템보다 훨씬 얇은 유전체 물질의 층이 전기 컴포넌트(16), 부가 컴포넌트(18) 및 기판 표면(14) 상에 퇴적될 수 있다.In one embodiment of the disclosure, dielectric layers 22 and 24 may be provided that implement a water impermeable material that is superior to the moisture protection properties of known dielectric materials. In certain embodiments, protective dielectric layers 22 and 24 may be provided that implement a water impermeable material having excellent voltage yielding properties of known dielectric materials. That is, the use of materials having relatively high voltage yield characteristics can enable the formation of protective dielectric layers 22 and 24 thinner than conventionally used to achieve similar voltage yield performance. In this aspect, a layer of dielectric material, much thinner than known passivation systems, is deposited on the electrical component 16, additional components 18 and substrate surface 14 to provide passivation from moisture and other contaminants .

일 실시예에 있어서, 제1 보호 유전체층은 일반적으로 0.01 g/m2/day보다 작은 수분 침투성, 0.04%보다 작은 수분 흡수성, 10보다 작은 유전 상수, 0.005보다 작은 유전 손실, 8,000,000 V/cm보다 큰 항복 전압 강도, 및 1015 Ω㎝보다 큰 시트 저항을 갖는 습기 불용성의 물질로 이루어진다. 특정 실시예에 있어서, 제1 보호 유전체층(22)은 알루미나(Al2O3)로 형성될 수 있다. 알루미나는 비교적 얇은 층에 지속적인 방식으로 퇴적될 수 있다. 알루미나는 또한 비교적 높은 전압 항복 특성을 갖는다. 또 다른 실시예에 있어서, 제1 보호 유전체층(22)은 고밀도의 질화규소, 산화탄탈룸, 산화베릴륨, 및 산화하프늄 등의 다른 재료로 형성될 수도 있다.In one embodiment, the first protective dielectric layer generally has a water permeability of less than 0.01 g / m 2 / day, a water absorbency of less than 0.04%, a dielectric constant of less than 10, a dielectric loss of less than 0.005, a dielectric loss of greater than 8,000,000 V / cm A breakdown voltage strength, and a sheet resistance greater than 10 < 15 > OMEGA cm. In certain embodiments, the first protective dielectric layer 22 may be formed of alumina (Al 2 O 3 ). Alumina can be deposited in a relatively thin layer in a continuous manner. Alumina also has relatively high voltage yield characteristics. In yet another embodiment, the first protective dielectric layer 22 may be formed of other materials such as high density silicon nitride, tantalum oxide, beryllium oxide, and hafnium oxide.

특정 실시예에 있어서, 제1 보호 유전체층(22)은 알루미나로 형성되고, 50 내지 2000 Å의 범위의 두께를 갖는다. 이러한 두께 범위에서, 제1 보호 유전체층(22)은 전기 컴포넌트들(16)의 외견상의 커패시턴스(apparent capacitance)에 대 한 부적당한 영향 없이 습기로부터 회로 디바이스(10)를 적절하게 보호할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 이 층의 두께는 각종 실시예들에 따라서 구성될 수 있는 많은 회로 디바이스들(10)의 반복가능한(repeatable) 성능을 유지하도록 정밀하게 제어될 수 있다.In certain embodiments, the first protective dielectric layer 22 is formed of alumina and has a thickness in the range of 50 to 2000 Angstroms. In this thickness range, the first protective dielectric layer 22 can adequately protect the circuit device 10 from moisture without undue influence on the apparent capacitance of the electrical components 16. In one embodiment, the thickness of this layer can be precisely controlled to maintain the repeatable performance of many circuit devices 10 that can be configured in accordance with various embodiments.

제2 보호 유전체층(24)은 추가 컴포넌트들(18)을 패시베이션하도록 동작할 수 있다. 제2 보호 유전체층(24)의 도포는 제1 보호 유전체층(22)에 의해 패시베이션되지 않은 부가 컴포넌트들(18)의 패시베이션을 제공한다. 부가 컴포넌트(18)가 에어 브릿지인 특정 실시예에 있어서, 에어 브릿지를 형성하기 전에 제1 보호 유전체층(22)을 도포하는 것은, 에어 브릿지의 형성에 이어서 에어 캐비티(air cavity)(20)에 한정될 수 있는 제1 보호 유전체층(22)의 두께에 대한 비교적 간결한 제어를 제공한다. 또한, 제2 보호 유전체층(24)은, 예를 들어, 소잉(sawing), 윤곽의 형성(scribing moats), 또는 다른 디바이스들에 대한 상호연결구들을 제공하는 등의 추가의 처리 단계들에 의해 부적절하게 손상될 수 있는 제1 보호 유전체층(22)의 부분들에 대하여 패시베이션을 제공할 수 있다.The second protective dielectric layer 24 may be operable to passivate additional components 18. The application of the second protective dielectric layer 24 provides passivation of the additional components 18 that are not passivated by the first protective dielectric layer 22. In certain embodiments in which the additional component 18 is an air bridge, application of the first protective dielectric layer 22 prior to forming the air bridge is limited to forming an air bridge 20 following formation of the air bridge. Lt; RTI ID = 0.0 > 22 < / RTI > The second protective dielectric layer 24 can also be used to protect the second protective dielectric layer 24 from being damaged by additional processing steps such as, for example, sawing, scribing moats, or providing interconnections to other devices. It may provide passivation for portions of the first protective dielectric layer 22 that may be damaged.

제2 보호 유전체층(24)은 동일한 유전체 물질로 이루어질 수 있으나, 일부 실시예에서는 제1 보호 유전체층(22)에 대하여 전술한 유전체 물질로 이루어질 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 제2 보호 유전체층(24)은 제3 유전체층(26)에 대하여 후술하는 임의의 물질로 이루어질 수도 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 보호 유전체층(24)은 50 내지 2000 Å 범위의 두께를 가질 수 있다. 다른 특정 실시예에 대하여는 도 3과 관련하여 이하에서 상세하게 설명한다.The second protective dielectric layer 24 may be made of the same dielectric material, but in some embodiments may be made of the dielectric material described above for the first protective dielectric layer 22. In another embodiment, the second protective dielectric layer 24 may be made of any material described below with respect to the third dielectric layer 26. In one embodiment, the second protective dielectric layer 24 may have a thickness ranging from 50 to 2000 Angstroms. Other specific embodiments are described in detail below with respect to FIG.

알루미나는 수분 불침투성일 수 있지만, 그 표면은 긴 기간 동안 낮은 습도, 높은 습도, 및/또는 응축된 수분(condensed moisture)의 존재하에서 화학적 공격을 시현할 수도 있다. 따라서, 제3 유전체층(26)이 제공될 수 있다. 제3 유전체층(26)은 높은 습도, 연장된 습도(extended humidity), 및/또는 수분 응축 및 증기 침투의 존재하에서 화학적으로 안정한 임의의 물질로 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제3 유전체층(26)은 이산화규소(SiO2)로 형성될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 제3 유전체층(26)은 파릴렌(parylene)으로 형성될 수 있다. 파릴렌 C, 파릴렌 F(poly-tetrafluoro-p-xylylene), 방향족 플루오르화물(aromatic-fluorinatetd) VT-4, 파릴렌 HT® (특수 코팅 시스템의 상표), 또는 기타의 플루오르화 파릴렌계(parylene-like) 막이, 수분이 제1 보호 유전체층(22) 및/또는 제2 보호 유전체층(24)에 도달하지 않도록 지연시킬 수 있으며, 층(26)을 위해 사용될 수 있다. 이러한 물질은 우수한 수분 지연 특성을 나타내며, 다른 종류의 파릴렌보다 더 넓은 온도 범위에 걸쳐 기능적으로 안정하게 유지될 수 있다. 이러한 물질은 높은 온도 노출로 인한 높은 막 응력을 발현시킬 수 없다. 이러한 물질은 또한 이산화규소보다 더 낮은 유전 상수를 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제3 유전체층(26)은 약 100 내지 1000 Å 범위의 두께를 가질 수 있다. 이러한 파릴렌 물질들 이외에, 도 5와 관련하여 층(156 또는 158)에 대하여 후술하는 특성을 나타내는 임의의 물질이 제3 유전체층(26)을 위해 사용될 수도 있다.Alumina may be water impermeable, but its surface may exhibit chemical attack in the presence of low humidity, high humidity, and / or condensed moisture for long periods of time. Thus, a third dielectric layer 26 can be provided. The third dielectric layer 26 may be formed of any material that is chemically stable in the presence of high humidity, extended humidity, and / or moisture condensation and vapor penetration. In one embodiment, the third dielectric layer 26 may be formed of silicon dioxide (SiO 2 ). In yet another embodiment, the third dielectric layer 26 may be formed of parylene. Poly-tetrafluoro-p-xylylene, aromatic-fluorinatetd VT-4, parylene HT® (a trademark of a special coating system), or other fluorinated parylene- like film may be delayed to prevent moisture from reaching the first protective dielectric layer 22 and / or the second protective dielectric layer 24, and may be used for the layer 26. These materials exhibit excellent moisture retardation properties and can remain functionally stable over a wider temperature range than other classes of parylene. Such materials can not exhibit high film stress due to high temperature exposure. Such materials may also have lower dielectric constants than silicon dioxide. In one embodiment, the third dielectric layer 26 may have a thickness ranging from about 100 to 1000 Angstroms. In addition to these parylene entities, any material that exhibits the properties described below with respect to layer 156 or 158 in connection with Fig. 5 may be used for the third dielectric layer 26. Fig.

따라서, 제1 보호 유전체층(22), 제2 보호 유전체층(24), 및 옵션으로서의 제3 유전체층(26)에 의해 회로 디바이스(10)의 패시베이션이 제공될 수도 있다. 이들 층(22, 24, 및 26) 각각은 수분을 포함하는 기체, 액체, 및 고체 오염물질들로부터의 적절한 보호를 제공하면서도 회로 디바이스(10)의 성능 특성에 악영향을 주지 않도록 충분히 얇을 수 있다.Thus, the passivation of the circuit device 10 may be provided by the first protective dielectric layer 22, the second protective dielectric layer 24, and the optional third dielectric layer 26. Each of these layers 22, 24, and 26 may be thin enough to provide adequate protection from gaseous, liquid, and solid contaminants, including moisture, while not adversely affecting the performance characteristics of the circuit device 10. [

도 2는 본 개시물에 따른 회로 디바이스(10)의 일 실시예를 제조하기 위하여 수행될 수 있는 일련의 동작들을 나타낸다. 동작 100에서, 전기적 및 환경적 보호 코팅 시스템을 제공하는 방법이 개시된다. 동작 102에서, 공지의 집적 회로 제조 기법을 이용하여 기판 표면(14) 상에 하나 이상의 전기 컴포넌트들(16)이 형성될 수 있다. 동작 104에서, 기판 표면(14) 및 전기 컴포넌트(16) 상에 제1 보호 유전체층(22)이 퇴적될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 보호 유전체층(22)의 두께는 50 내지 2000 Å 범위의 두께를 가질 수 있다. 제1 보호 유전체층(22)은 전술한 바와 같은 특정 물질을 포함할 수 있다.Figure 2 illustrates a series of operations that may be performed to fabricate an embodiment of circuit device 10 in accordance with the present disclosure. In operation 100, a method of providing an electrical and environmental protective coating system is disclosed. At operation 102, one or more electrical components 16 may be formed on the substrate surface 14 using known integrated circuit fabrication techniques. At operation 104, a first protective dielectric layer 22 may be deposited on the substrate surface 14 and the electrical component 16. In one embodiment, the thickness of the first protective dielectric layer 22 may have a thickness ranging from 50 to 2000 ANGSTROM. The first protective dielectric layer 22 may comprise a specific material as described above.

동작 106 내지 110에서는 회로 디바이스(10) 상에 하나 이상의 부가 컴포넌트(18)를 형성하기 위한 하나의 접근법을 제공할 수 있다. 부가 컴포넌트(18)의의 부착을 위한 접촉 표면을 제공하기 위하여, 동작 106에서 회로 디바이스(10)로부터 제1 보호 유전체층(22)의 선택된 부분들이 에칭될 수 있다. 다음으로, 동작 108에서, 이 접촉 표면들 상에 하나 이상의 부가 컴포넌트(18)가 형성된다. 그 후, 동작 110에서 회로 디바이스(10) 상에 형성된 제1 보호 유전체층(22) 및 임의의 부가 컴포넌트(18) 위에 제2 보호 유전체층(24)이 퇴적될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 보호 유전체층(24)은 50 내지 2000 Å 범위의 두께를 가질 수 있다. 따라 서, 제1 보호 유전체층(22) 및 제2 보호 유전체층(24)의 누적 두께는 100 내지 4000 Å 범위의 두께를 가질 수 있다.In operations 106-110, one approach may be provided for forming one or more additional components 18 on the circuit device 10. Selected portions of the first protective dielectric layer 22 from the circuit device 10 at operation 106 may be etched to provide a contact surface for attachment of the additional component 18. Next, in operation 108, one or more additional components 18 are formed on these contact surfaces. A second protective dielectric layer 24 may then be deposited over the first protective dielectric layer 22 and optional additional components 18 formed on the circuit device 10 at operation 110. In one embodiment, the second protective dielectric layer 24 may have a thickness ranging from 50 to 2000 Angstroms. Accordingly, the cumulative thickness of the first protective dielectric layer 22 and the second protective dielectric layer 24 may have a thickness ranging from 100 to 4000 A.

일 실시예에 있어서, 동작 112에서 제2 보호 유전체층(24)에 대한 제3 유전체층(26)의 접착력을 향상시키기 위하여 제2 보호 유전체층(24) 위에 접착 촉진제(adhesion promoter)가 도포될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 접착 촉진제는 독립적으로 또는 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane)과 연계하여 사용되는 이산화규소의 층일 수 있다; 그러나, 기타의 접착 촉진제가 사용될 수도 있다. 그 후, 동작 114에서 제2 보호 유전체층(24)에 대하여 제3 유전체층(26)이 도포될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제3 유전체층(26)의 두께는 100 내지 1000 Å 범위에 있을 수 있다.In one embodiment, an adhesion promoter may be applied over the second protective dielectric layer 24 to improve the adhesion of the third dielectric layer 26 to the second protective dielectric layer 24 in operation 112. In one embodiment, the adhesion promoter may be a layer of silicon dioxide that is used independently or in conjunction with gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane; However, other adhesion promoters may be used. A third dielectric layer 26 may then be applied to the second protective dielectric layer 24 at operation 114. In one embodiment, the thickness of the third dielectric layer 26 may range from 100 to 1000 Angstroms.

동작 116에서, 패시베이션층의 도포 방법이 완료되었으며, 회로 디바이스(10)가 그 후 사용될 수 있다. 동작 100 내지 116에서는 보호 유전체층(22 및 24)이 다수의 처리 단계들에서 도포되는 회로 디바이스(10)의 제조 방법의 일 실시예를 설명한다. 이 접근법을 사용하여, 에어 캐비티(20) 내의 전자 컴포넌트들(16)에 인접한 제1 보호 유전체층(22)의 두께가 쉽게 제어될 수 있다. 에어 브릿지 등의 부가 컴포넌트(18)의 형성 전에 제1 보호 유전체층(22)을 도포함으로써 전자 컴포넌트(16)에 근접한 제1 보호 유전체층(22)의 두께가 업계에 공지된 다양한 퇴적 기법들을 사용하여 쉽게 제어될 수 있다.At operation 116, the method of application of the passivation layer has been completed and the circuit device 10 can then be used. Operations 100 through 116 illustrate one embodiment of a method of making a circuit device 10 in which protective dielectric layers 22 and 24 are applied in a number of processing steps. Using this approach, the thickness of the first protective dielectric layer 22 adjacent to the electronic components 16 in the air cavity 20 can be easily controlled. The thickness of the first protective dielectric layer 22 proximate to the electronic component 16 can be readily determined by applying various deposition techniques known in the art such as by applying the first protective dielectric layer 22 prior to formation of the additional component 18, Lt; / RTI >

도 3은 공지의 패시베이션 시스템보다 향상된 전기 성능과 향상된 환경적 보호를 제공할 수 있는 본 개시물의 다양한 실시예 1 내지 5를 요약한 표이다. 실시 예 1 내지 5 각각은 제1 유전체층(22), 제2 유전체층(24), 및/또는 제3 유전체층(26)을 형성하기 위해 사용될 수 있는 물질(예컨대, 알루미나, 실리카, 및/또는 파릴렌 F, 방향족 플루오르화 VT-4, 파릴렌 HT®, 또는 기타의 플루오르화된 파릴렌계 막)의 다양한 조합을 나타낸다.3 is a table summarizing various embodiments 1-5 of the disclosure that can provide improved electrical performance and improved environmental protection over known passivation systems. Each of Embodiments 1 to 5 may include a material that can be used to form the first dielectric layer 22, the second dielectric layer 24, and / or the third dielectric layer 26 (e.g., alumina, silica, and / or parylene F, aromatic fluorinated VT-4, parylene HT®, or other fluorinated parylene-based membranes).

도 1에 대하여 전술한 바와 같이, 실시예 1 내지 5의 제1 보호 유전체층(22)은 0.01 gram/meter2/day보다 작은 수분 침투성, 0.04%보다 작은 수분 흡수성, 10보다 작은 유전 상수, 0.005보다 작은 유전 손실, 8,000,000 volts/centimeter보다 큰 항복 전압 강도, 및 1015 ohm-centimeter보다 큰 시트 저항을 갖는 전반적으로 수분 불용성 물질로 이루어질 수 있다. 일 특정 실시예에 있어서, 제1 보호 유전체층(22)은 표준 질화규소 또는 이산화규소 등의 다른 공지의 물질보다 비교적 낮은 수분 침투성, 비교적 낮은 이온 이동성, 및 비교적 높은 전압 항복 강도 특성을 갖는 알루미나로 형성될 수 있다. 제1 보호 유전체층(22)은 물리기상증착(PVD: Physical Vapor Deposition), 화학기상증착(CVD: Chemical Vapor Deposition), 및 원자층 증착 등의 많은 퇴적 기법에 의해 퇴적될 수 있다. 비교적 정확한 두께 제어, 기판 표면(14)과 컴포넌트(16 및 18) 상의 우수한 컨포멀리티(conformality), 및 유전체 퇴적 중 물리적이거나 방사로 인해 생기는 손상의 제거를 제공할 수 있으므로, 원자 레벨 퇴적(atomic level deposition)이 사용될 수 있다.1, the first protective dielectric layer 22 of Examples 1 to 5 has a water permeability of less than 0.01 gram / meter 2 / day, a water absorption of less than 0.04%, a dielectric constant of less than 10, Low dielectric loss, breakdown voltage strength greater than 8,000,000 volts / centimeter, and sheet resistance greater than 10 15 ohm-centimeters. In one particular embodiment, the first protective dielectric layer 22 is formed of alumina having relatively low moisture permeability, relatively low ion mobility, and relatively high voltage yield strength characteristics than other known materials such as standard silicon nitride or silicon dioxide . The first protective dielectric layer 22 may be deposited by many deposition techniques such as physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), and atomic layer deposition. It is possible to provide relatively accurate thickness control, good conformality on the substrate surface 14 and the components 16 and 18, and removal of physical or radiated damage during dielectric deposition, level deposition may be used.

도 1에 대하여 전술한 바와 같이, 특정 디바이스 및/또는 어셈블리 패키징 방법에 따라서 추가의 유전체 보호층들이 추가될 수 있다. 유전체층(22, 24, 및 26)의 두께는 디바이스 설계, 동작 주파수, 및 성능 요구사항의 함수일 수 있다. 도 3에 도시된 실시예 1 내지 5는 pHEMT(pseudomorphic high electron mobility transistor) 디바이스를 포함하는 FET(field effect transistor) 및 HBT(heterojunction bipolar transistor) 등의 바이폴라 트랜지스터와 같은 컴포넌트들을 포함할 수 있는 RF 집적 회로에 대하여 특정적으로 맞춤화될 수 있다. 일반적으로, 비교적 낮은 유전체 두께는 노드간 커패시턴스 등의 유전체 부하 효과와 관련된 디바이스 성능을 향상시키고, 집적된 커패시터의 단위 면적당 커패시턴스를 증가시켜, 커패시터 크기를 감소시킨다. 비교적 높은 유전체 두께는 수분 침투성을 감소시키고, 고체, 액체, 또는 기체의 형태를 막론하고 미립자, 물리적으로 발생되는 손상, 이온성 불순물, 및 부식성 오염물질에 대한 보호를 향상시킨다. 도 3에 도시된 유전체층(22, 24, 및 26)의 두께는 노드간 커패시턴스의 제어 및 유전체 부하 효과의 제어가 회로 성능에 중요한 RF 집적 회로에 대하여 맞춤화될 수 있다. 기타의 물질 및 두께의 조합이 본 개시물의 교시에 따라서 선택될 수 있다.Additional dielectric protection layers may be added according to specific device and / or assembly packaging methods, as described above with respect to FIG. The thickness of the dielectric layers 22, 24, and 26 may be a function of device design, operating frequency, and performance requirements. Embodiments 1 to 5 shown in FIG. 3 are similar to those of the first embodiment shown in FIG. 3 except that the RF integrated circuit (IC) including components such as a bipolar transistor such as a field effect transistor (FET) and a heterojunction bipolar transistor (HBT) including a pseudomorphic high electron mobility transistor (pHEMT) Can be customized specifically for the circuit. In general, a relatively low dielectric thickness improves device performance associated with dielectric load effects such as inter-node capacitance, increases capacitance per unit area of integrated capacitors, and reduces capacitor size. A relatively high dielectric thickness reduces moisture permeability and improves protection against particulates, physically occurring damage, ionic impurities, and corrosive contaminants, whether in the form of solid, liquid, or gas. The thickness of the dielectric layers 22, 24, and 26 shown in FIG. 3 can be tailored to RF integrated circuits where control of inter-node capacitance and control of dielectric load effects is critical to circuit performance. Other combinations of materials and thicknesses may be selected in accordance with the teachings of this disclosure.

도 3의 실시예 1에서는 알루미나로 이루어진 제1 보호 유전체층(22)만을 활용한다. 실시예 1에서는 도 1의 트랜지스터(16a)의 소오스 영역(S), 게이트 영역(G), 및 드레인 영역(D)의 전기적, 물리적, 및 환경적 보호를 제공하면서도 단일 유전체층의 최소의 노드간 커패시턴스로 인하여 향상된 전기적 성능을 제공할 수 있다. 실시예 1은 또한 밀폐(hermetic) 환경 및 비밀폐(non-hermetic) 환경 양측 모두에서 질화규소 또는 이산화규소 등의 공지의 물질에 비하여 향상된 전기적 성능을 제공할 수 있다. 종래의 질화규소 또는 이산화규소보다 더 얇은 유전체가 활 용될 수 있기 때문에 향상된 성능이 제공될 수 있다. 실시예 1은 또한 긴 기간 동안 능동 회로 상의 수분 응축을 최소화 또는 제거하거나, 및/또는 능동 회로의 높은 온도 및 습도 노출을 최소화 또는 제거하는 조건이 제공되도록 시스템 레벨에서 온도 및/또는 습도의 부분적 제어가 제공되는 환경에서 바람직할 수 있다. 이러한 보호는 제습기 또는 건조제를 통한 가습도(humidification) 제어에 의해 시스템 레벨에서 성취될 수 있다.In the first embodiment of FIG. 3, only the first protective dielectric layer 22 made of alumina is used. The first embodiment provides the electrical, physical, and environmental protection of the source region S, the gate region G, and the drain region D of the transistor 16a of Fig. 1 while minimizing the minimum inter-node capacitance Thereby providing improved electrical performance. Example 1 can also provide improved electrical performance over known materials such as silicon nitride or silicon dioxide in both hermetic and non-hermetic environments. Improved performance can be provided since thinner dielectrics than conventional silicon nitride or silicon dioxide can be utilized. Example 1 also provides partial control of temperature and / or humidity at the system level to provide conditions that minimize or eliminate moisture condensation on the active circuit for an extended period of time, and / or provide conditions that minimize or eliminate high temperature and humidity exposure of the active circuit Lt; / RTI > This protection can be achieved at the system level by humidification control through a dehumidifier or desiccant.

실시예 2는 알루미나로 형성되는 제1 보호 유전체층(22) 및 제2 보호 유전체층(24)을 제공한다. 제2 보호 유전체층(24)은 에어 브릿지 및 두꺼운 금속 라인과 같은 보호되지 않는 추가의 컴포넌트들(18)을 커버하며, 제1 보호 유전체층(22)이 도포된 후에 형성될 수 있다. 제2 실시예는 또한 도전성 또는 부식성의 고체, 액체, 또는 기체 물질에 대한 보호가 존재할 수 있는 밀폐형의 또는 덜 심한 습도 환경에서 바람직할 수 있다.Example 2 provides a first protective dielectric layer 22 and a second protective dielectric layer 24 formed of alumina. The second protective dielectric layer 24 covers additional unprotected components 18 such as air bridges and thick metal lines and may be formed after the first protective dielectric layer 22 is applied. The second embodiment may also be desirable in an enclosed or less severe humidity environment where protection against conductive or corrosive solid, liquid, or gaseous materials may exist.

제3 실시예 및 제4 실시예에서는 전술한 바와 같이 실리카, 파릴렌 F, 파릴렌 HT®, 또는 기타의 플루오르화 파릴렌계 막으로 형성될 수 있는 제3 유전체층(26)을 제공한다. 실리카 또는 파릴렌 F, 파릴렌 HT®, 또는 기타의 플루오르화 파릴렌계 막으로 형성되는 제3 유전체층(26)은, 제1 보호 유전체층(22) 및/또는 제2 보호 유전체층(24)을 항복시키고 하부의 컴포넌트들(16 및 18)을 노출킬 수 있는 높은 습도, 연장된 습도, 및/또는 응축된 수분으로부터 제1 보호 유전체층(22) 및/또는 제2 보호 유전체층(24)을 보호한다. 파릴렌 F 또는 파릴렌 HT®은 실리카보다 더 낮은 유전 상수를 가질 수 있으며, 따라서, 전기 성능에 대하여 더 적은 영 향을 미칠 수 있다. ALD 퇴적된 실리카 등의 파릴렌 F 또는 파릴렌 HT®은 기상 퇴적될 수 있으며, 가장 작은 리세스(recess) 내로 침투하기에 매우 컨포멀(highly conformal)하며, 에어 브릿지 및 높은 애스펙트비(aspect ratio)의 리세스를 갖는 다른 부가 컴포넌트들(18) 아래에 비교적 균일한 두께로 도포될 수 있다. 알루미나로 이루어진 제1 보호 유전체층(22) 및/또는 제2 보호 유전체층(24)은 또한 파릴렌 F 또는 파릴렌 HT®이 접착 촉진제로도 많은 표면들에 잘 접착하지 않을 수 있기 때문에 접착 촉진제로서 기능할 수 있다. 전술한 바와 같이, 접착 촉진제는 제3 유전체층(26)의 퇴적 전에 제2 보호 유전체층(24)에 도포될 수 있다. 접착 촉진제는 제3 유전체층(26)의 접착을 향상시키는 임의의 적합한 물질일 수 있으며, 일 특정 실시예에 있어서, 독립적으로 또는 감마-메타클릴옥시프로필트리메톡시실란(gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane)과 연계하여 사용되는 이산화규소층이다. 이산화규소는 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의 접착 촉진제에 대한 결합을 위한 이상적인 표면을 제공하며, 알루미나 및 파릴렌 F 또는 파릴렌 HT®에 잘 결합한다.The third and fourth embodiments provide a third dielectric layer 26 that may be formed of silica, parylene F, parylene HT®, or other fluorinated parylene-based films as described above. The third dielectric layer 26, formed of silica or parylene F, parylene < RTI ID = 0.0 > HT, < / RTI > or other fluorinated parylene-based film yields the first protective dielectric layer 22 and / or the second protective dielectric layer 24 Protects the first protective dielectric layer 22 and / or the second protective dielectric layer 24 from high humidity, extended humidity, and / or condensed moisture that may expose the underlying components 16 and 18. Parylene < / RTI > F or parylene < RTI ID = 0.0 > HT < / RTI > may have a lower dielectric constant than silica and therefore have less impact on electrical performance. Parylene F or parylene < RTI ID = 0.0 > HT ~ < / RTI > such as ALD deposited silica can be vapor deposited and is highly conformal to penetrate into the smallest recesses and has an air bridge and high aspect ratio ) With a relatively uniform thickness underneath the additional components 18 with the recesses. The first protective dielectric layer 22 and / or the second protective dielectric layer 24 made of alumina may also function as an adhesion promoter since parylene F or parylene < RTI ID = 0.0 > HT < / RTI & can do. As noted above, the adhesion promoter may be applied to the second protective dielectric layer 24 prior to deposition of the third dielectric layer 26. The adhesion promoter can be any suitable material that enhances the adhesion of the third dielectric layer 26 and, in one particular embodiment, can be used independently or in conjunction with gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane Is a silicon dioxide layer used. Silicon dioxide provides an ideal surface for bonding to adhesion promoters such as gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane and binds well to alumina and parylene F or parylene HT®.

실시예 5에서는 도 1의 제2 보호 유전체층(24)으로서 파릴렌 F 또는 파릴렌 HT®를 활용한다. 파릴렌 F 또는 파릴렌 HT®는 제1 보호 유전체층(22) 이후에 형성될 수 있는 에어 브릿지 및 두꺼운 금속 라인 등의 보호되지 않은 부가 구조물(feature)들을 커버한다. 파릴렌 F 또는 파릴렌 HT®은 또한 하부의 제1 보호 유전체층(22)이 수분 응축에 의해 용해되거나 공격받지 않도록 보호한다. 파릴렌 F 또는 파릴렌 HT®는 실리카 또는 기타의 무기 물질들에 비하여 더 낮고, 대부분 의 유기 물질보다 낮은 유전 상수를 갖는 장점이 있다.In Example 5, parylene F or parylene < RTI ID = 0.0 > HT < / RTI > is utilized as the second protective dielectric layer 24 in FIG. Parylene F or parylene < RTI ID = 0.0 > HT < / RTI > covers unprotected additional features such as air bridges and thick metal lines that can be formed after the first protective dielectric layer 22. Parylene F or parylene < RTI ID = 0.0 > HTR < / RTI > also protects the underlying first protective dielectric layer 22 from being dissolved or attacked by moisture condensation. Paraylenes F or parylenes HTs have the advantage of lower dielectric constant than silica or other inorganic materials and lower dielectric constants than most organic materials.

도 4A 내지 도 4D는 본 개시물의 교시에 따른 회로 디바이스(40)의 다양한 제조 단계들 중에 나타나는 단면도들이다. 회로 디바이스(40)는 일반적으로 도 1의 회로 디바이스(10)와 유사하다. 도 4A에 있어서, 복수의 트랜지스터 핑거(finger)(46a)에 대하여 도포되는 게이트 리세스와 게이트 메탈, 커패시터(46b)에 대하여 도포되는 캡 바닥(cap bottom), 및 저항(46c)과 함께 기판 표면(44)을 갖는 기판(42)이 도시되어 있다. 트랜지스터(46a) 및 저항(46c)에 대하여 격리된 능동 채널 영역(48)을 형성하기 위하여 격리 임플란트(isolation implant)가 이전에 수행되었다. 도 1과 연계하여 전술한 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 트랜지스터(46a)는 pHEMT일 수 있다. 도 4A의 전기 컴포넌트(46) 및 관련 기판(42)은 도 2의 동작 100에 따라서 제조될 수 있다.4A-4D are cross-sectional views that appear during various manufacturing steps of circuit device 40 in accordance with the teachings of the present disclosure. The circuit device 40 is generally similar to the circuit device 10 of Fig. 4A, a gate recess and gate metal applied to a plurality of transistor fingers 46a, a cap bottom applied to the capacitor 46b, and a resistor 46c are formed on the substrate surface 44 are shown. An isolation implant has been previously performed to form the active channel region 48 isolated from the transistor 46a and the resistor 46c. As described above in connection with FIG. 1, in one embodiment, transistor 46a may be a pHEMT. Electrical component 46 of FIG. 4A and associated substrate 42 may be fabricated in accordance with operation 100 of FIG.

도 4B는 동작 102에 따라서 제1 보호 유전체층(50)이 도포된 도 4A의 회로 디바이스(40)를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 각각의 전기 컴포넌트(46)가 대략 직사형(line-of-sight) 퇴적에 노출되어, 제1 보호 유전체층(50)의 균일한 두께 퇴적을 가능하게 할 수 있다. 즉, 전기 컴포넌트의 구조물들에 대한 액세스는 일반적으로 에어 브릿지(54)와 같은 부가 디바이스들에 의해 방해받지 않는다.4B shows the circuit device 40 of FIG. 4A with the first protective dielectric layer 50 applied in accordance with operation 102. As shown, each electrical component 46 can be exposed to a substantially line-of-sight deposition to enable uniform thickness deposition of the first protective dielectric layer 50. [ That is, access to the structures of the electrical component is generally not disturbed by additional devices, such as the air bridge 54.

도 4C는 동작 104 내지 108이 도 3B의 회로 디바이스(40)에 대해 수행된 회로 디바이스(40)의 결과를 나타낸다. 에어 브릿지와 같은 부가 컴포넌트들(54)의 부착을 위해 제1 보호 유전체층(50)의 일부를 에칭함으로써 접촉 표면(52)이 생성되었다. 에어 브릿지는 소오스 트랜지스터 핑거(46a)에 대하여 평행 연결을 이루 어 출력 전력을 증가시키고 커패시터(46b)의 상판에 연결하기 위하여 사용될 수 있다.FIG. 4C shows the results of circuit device 40 in which operations 104 through 108 are performed on circuit device 40 of FIG. 3B. A contact surface 52 was created by etching a portion of the first protective dielectric layer 50 for attachment of additional components 54, such as an air bridge. The air bridge may be used to establish a parallel connection to the source transistor finger 46a to increase the output power and to connect to the top plate of the capacitor 46b.

도 4D는 동작 110 내지 114에 따라서 기판 표면(44), 전기 컴포넌트(46), 및 부가 컴포넌트(54)를 패시베이션하기 위하여 제2 보호 유전체층(56) 및 제3 유전체층(58)이 도포된 도 4C의 회로 디바이스(40)를 나타낸다. 따라서, 부가 컴포넌트들(54)을 갖는 회로 디바이스(40)가 회로 디바이스(40)의 성능을 희생하지 않으면서도 유해한 오염물질로부터 효과적으로 밀봉될 수 있는 시스템 및 방법이 제공된다.4D shows a second protective dielectric layer 56 and a third dielectric layer 58 applied to passivate the substrate surface 44, the electrical component 46, and the additional component 54 in accordance with operations 110-114. Circuit device 40 of FIG. Thus, a system and method is provided in which a circuit device (40) having additional components (54) can be effectively sealed from harmful contaminants without sacrificing the performance of the circuit device (40).

도 5A 및 도 5B는 본 개시물의 교시의 또 다른 실시예에 따라서 패시베이션될 수 있는 회로 보드 어셈블리(160)의 일 실시예를 나타낸다. 회로 보드 어셈블리(160)는 일반적으로 회로 디바이스(140) 및 회로 보드(161)에 부착되는 수개의 개별(discrete) 전기 컴포넌트들(164 및 170)을 포함한다. 회로 보드 어셈블리(160)는 회로 디바이스(140)와 전기 컴포넌트들(164 및 170) 간의 전기적 상호연결을 제공하는 보드 트레이스(board trace)(162) 및 와이어 상호연결구(166)를 포함하는 수개의 어셈블리 레벨 구조물들을 가질 수도 있다. 회로 보드 어셈블리(160)의 위에는 유전체층(156) 및 제2 보호 유전체층(158)이 있다. 회로 디바이스(140)는 회로 보드 상에서의 어셈블리 전에 디바이스 제조 중에 도포되었던 유전체층(150)을 갖는다. 이하 후술하는 바와 같이, 제조의 어셈블리 레벨 단계 중에 제2 보호 유전체층(156) 및/또는 제3 유전체층(158)을 도포함으로써 회로 보드 어셈블리(160)의 회로 디바이스(140) 및 회로 컴포넌트들(164 및 170)의 보호를 위해 제조의 어셈블리 레벨에서 패시베이션이 제공될 수 있다.5A and 5B illustrate an embodiment of a circuit board assembly 160 that may be passivated in accordance with another embodiment of the teachings of the present disclosure. The circuit board assembly 160 generally includes a number of discrete electrical components 164 and 170 attached to the circuit device 140 and the circuit board 161. Circuit board assembly 160 includes a number of assemblies including board trace 162 and wire interconnection 166 that provide electrical interconnection between circuit device 140 and electrical components 164 and 170. [ Level structures. Above the circuit board assembly 160 is a dielectric layer 156 and a second protective dielectric layer 158. Circuit device 140 has a dielectric layer 150 that has been applied during device fabrication prior to assembly on the circuit board. The circuit device 140 and circuit components 164 and 164 of the circuit board assembly 160 may be formed by applying a second protective dielectric layer 156 and / or a third dielectric layer 158 during assembly level steps of fabrication, Passivation may be provided at the assembly level of the fabrication for protection of the device.

회로 보드(161)는 복수의 개별 전기 컴포넌트들(164 및 170)이 구성될 수 있는 임의의 적합한 디바이스일 수 있다. 일반적으로, 회로 보드(161)는 서로에 대하여 고정된 물리적 관계로 개별 전기 컴포넌트들(164 및 170)을 고정하기 위한 구조에서 강체(rigid) 기판 또는 플렉시블(flexible) 기판일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 회로 보드(161)는 개별 전기 컴포넌트들(164 및 170) 및 회로 디바이스(140)가 등방성 도전형의 접착제 등의 접착제(172)를 사용하여 또는 납땜으로 부착될 수 있는 대략 평면 형태의 외부 표면(168)을 갖는다. 회로 보드(161)는 또한 특정 개별 전기 컴포넌트들(164 및 170)을 서로 및/또는 회로 디바이스(140)에 대하여 상호연결하기 위하여 도전성 물질로 형성되는 보드 트레이스(162)를 가질 수도 있다. 회로 디바이스(140)는 도 1 및 도 4A 내지 도 4D 각각의 회로 디바이스(10 및 40)와 유사할 수 있다.Circuit board 161 may be any suitable device from which a plurality of discrete electrical components 164 and 170 may be configured. In general, the circuit board 161 may be a rigid substrate or a flexible substrate in a structure for securing individual electrical components 164 and 170 in a fixed physical relationship with respect to each other. In one embodiment, the circuit board 161 includes a plurality of electrical components 164 and 170 and circuit devices 140 that can be attached using solder 172 or an adhesive 172, such as an isotropic conductive adhesive, And has a planar outer surface 168. The circuit board 161 may also have a board trace 162 formed of a conductive material to interconnect certain individual electrical components 164 and 170 with respect to each other and / or to the circuit device 140. The circuit device 140 may be similar to the circuit devices 10 and 40 of Figure 1 and Figures 4A-4D, respectively.

개별 전기 컴포넌트(164 및 170)란 서로 독립적으로 제조되는 전기 컴포넌트를 지칭한다. 즉, 각각의 개별 전기 컴포넌트(164 또는 170)는 회로 보드 어셈블리(160) 상에 구성되는 다른 개별 전기 컴포넌트들과는 상이할 수 있는 특정한 공정에 따라서 기판 상에 제조될 수 있다. 개별 전기 컴포넌트들의 예로서는, 이에 한하지는 않지만, 저항, 커패시터, 인덕터, 다이오드, 트랜지스터, 등을 포함한다.Individual electrical components 164 and 170 refer to electrical components that are manufactured independently of each other. That is, each discrete electrical component 164 or 170 may be fabricated on a substrate according to a particular process that may differ from other discrete electrical components configured on the circuit board assembly 160. Examples of individual electrical components include, but are not limited to, resistors, capacitors, inductors, diodes, transistors, and the like.

회로 디바이스(140) 및 개별 전기 컴포넌트들(164 및 170)은 임의의 소망하는 효과를 생성하기 위하여 보드 트레이스(162) 및/또는 상호연결구(166)를 이용하여 회로 보드(161) 상에 함께 전기적으로 결합될 수 있다. 회로 디바이스(140) 및 개별 전기 컴포넌트들(164 및 170)은 제조의 어셈블리 레벨 단계 동안에 회로 보드(161) 상에 구성될 수 있다. 회로 디바이스(140)는 도 1의 제1 보호 유전체층(22) 및/또는 제2 보호 유전체층(24)에 대하여 전술한 바와 같이 제1 보호 유전체층(150) 및/또는 제2 보호 유전체층(156)으로 코팅될 수 있다.Circuit device 140 and individual electrical components 164 and 170 may be electrically coupled together on circuit board 161 using board traces 162 and / or interconnect 166 to produce any desired effect. Lt; / RTI > Circuit device 140 and individual electrical components 164 and 170 may be configured on circuit board 161 during the assembly level phase of manufacturing. The circuit device 140 may include a first protective dielectric layer 150 and / or a second protective dielectric layer 156 as described above for the first protective dielectric layer 22 and / or the second protective dielectric layer 24 of FIG. Can be coated.

많은 경우에 있어서, 회로 디바이스(140)의 추가 처리 기법들이 웨이퍼 레벨에서의 제조에 이어서 바람직할 수 있다. 예를 들어, 회로 디바이스(140)는 외곽(scribe moats)이 생성될 수 있는 톱 또는 기타의 절삭 공구를 이용하여 웨이퍼로부터 절단될 수 있다. 회로 디바이스(140)로부터 컴포넌트(164)까지의 상호연결구들(166)은 전술한 바와 같은 유해 오염물질에 대하여 취약할 수 있는 어셈블리 레벨에서 형성될 수 있다. 따라서, 외곽, 디바이스 에지, 및 상호연결구(166)에서의 유전체 보호가 부족하다면 회로 디바이스(140)가 수분 공격, 미립자, 또는 기타의 오염물질에 취약하게 될 수 있다.In many cases, additional processing techniques of the circuit device 140 may be preferred following fabrication at the wafer level. For example, the circuit device 140 may be cut from the wafer using a saw or other cutting tool, which may be scribe moats. Interconnections 166 from circuit device 140 to component 164 may be formed at an assembly level that may be vulnerable to the harmful contaminants as described above. Thus, lack of dielectric protection at the perimeter, device edge, and interconnect 166 can cause the circuit device 140 to become susceptible to moisture attack, particulate, or other contaminants.

회로 보드(161)는 또한 비밀폐성 인클로져의 경우 및/또는 물리적 미립자들이 적절하게 제어될 수 없는 경우에 신뢰성 있게 수행하도록 환경적 보호를 필요로 할 수도 있다. 공지의 패시베이션 시스템은, 예를 들어, 10 마이크로미터(100,000 Å) 이상의 두께를 가질 수 있는 파릴렌 C, D, 또는 N의 비교적 두꺼운 층을 사용한다. 이러한 비교적 두꺼운 파릴렌 층은 유전체 부하가 회로 성능을 변경 및/또는 저하시킬 수 있는 마이크로파 및 밀리미터파 회로에 대해서는 불만족스러울 수 있다. 파릴렌 C, D, 또는 N은 고온을 잘 견뎌낼 수 없다. 고전력 디바이스에서 발생할 수 있는 고온에의 노출은 파릴렌 C, D, 또는 N의 결정도(crystallinity)를 증가시킬 수 있다. 결정도의 증가는 파릴렌 막에서 및 회로 보드 어셈블리(160)에 대한 파릴렌 계면에서의 응력을 증가시킨다. 이러한 응력의 증가는 파릴렌 물질의 박리(de-lamination)를 일으켜, 성능의 저하 또는 고장을 가져올 수 있다.The circuit board 161 may also require environmental protection to perform reliably in the case of a non-hermetic enclosure and / or when physical particulates can not be properly controlled. Known passivation systems use a relatively thick layer of parylene C, D, or N, which may have a thickness of, for example, 10 micrometers (100,000 A) or more. This relatively thick parylene layer may be unsatisfactory for microwave and millimeter wave circuits where dielectric loading can alter and / or degrade circuit performance. Parylene C, D, or N can not withstand high temperatures. Exposure to high temperatures, which can occur in high power devices, can increase the crystallinity of parylene C, D, or N. Increasing the crystallinity increases the stress in the parylene film and at the parylene interface to the circuit board assembly 160. This increase in stress may cause de-lamination of the parylene species, which may result in performance degradation or failure.

본 개시물의 일 실시예에서는, 생산 단계의 웨이퍼 레벨과 대조적으로 어셈블리 레벨에서 제2 보호 유전체층(156) 및/또는 제3 유전체층(158)의 도포를 제공한다. 웨이퍼 레벨 코팅을 어셈블리 레벨 코팅과 조합함으로써, 개별 전기 컴포넌트(164 및 170), 회로 디바이스(140), 보드 트레이스(162), 금속 상호연결구(166), 외곽(scribe moats), 다이 에지(die edge), 및 와이어 또는 리본 접착부와 같은 회로 보드 어셈블리(160)에 대한 외부 상호연결구, 등의 어셈블리 레벨 구조물과 기타의 조립된 컴포넌트들이 모두 동시에 코팅될 수 있다. 또한, 본 개시물의 특정 실시예를 사용한 필요한 유전체 두께는 많은 경우에 있어서 파릴렌, 실리콘, 또는 우레탄 코팅을 이용하는 공지의 패시베이션 시스템들보다 2 차수 이하의 크기일 수 있다. 그러므로, 이렇게 감소된 두께는 특정 실시예에 있어서 회로 성능의 열화를 최소화할 수 있다.In one embodiment of the disclosure, the application of the second protective dielectric layer 156 and / or the third dielectric layer 158 at the assembly level is provided in contrast to the wafer level in the production phase. By combining wafer level coatings with assembly level coatings, individual electrical components 164 and 170, circuit devices 140, board traces 162, metal interconnects 166, scribe moats, die edges ), And external interconnections to circuit board assemblies 160 such as wire or ribbon bonds, etc., and other assembled components may all be coated simultaneously. In addition, the required dielectric thickness using certain embodiments of the disclosure may in many cases be less than a second order of magnitude smaller than known passivation systems using parylene, silicon, or urethane coatings. Thus, this reduced thickness can minimize degradation of circuit performance in certain embodiments.

일 실시예에 따르면, 3.5 GPa보다 작은 탄성 계수, 3.0보다 작은 유전 상수, 0.008보다 작은 유전 손실, 2 MV/cm (million volts/centimeter)를 초과하는 항복 전압 강도, 300℃까지의 온도 안정성, 50 Å보다 큰 막의 핀홀 자유도(pinhole free), 45도보다 큰 젖음각(wetting angle)을 갖는 소수성(hydrophobic)을 가지며, 30% 이하의 두께 균일성을 갖는 3D 구조 상하에서 컨포멀하게 퇴적될 수 있는 유전체 물질로 제2 보호 유전체층(156) 및/또는 제3 보호 유전체층(158)이 코팅될 수 있다. 이러한 유전체 물질은 회로 보드(161), 보드 트레이스(162), 회로 디바이스(140), 개별 전기 컴포넌트(164 및 170), 및 어셈블리 레벨 구조물을 환경으로부터 패시베이션하기 위하여 어셈블리 레벨의 생산 단계 중에 도포될 수 있다. 이러한 유전체 물질은 제2 보호 유전체층(156) 또는 제3 유전체층(158)으로서 도포될 수 있다. 유전체 물질은 일반적으로 증기 또는 액체의 물에 대하여 화학적으로 안정하므로, 제1 보호 유전체층(150) 및/또는 제2 보호 유전체층(156)을 보호한다. 유전체 물질은 우수한 수분 지연 특성을 가지며, 전술한 다른 공지의 패시베이션 물질들보다 더 넓은 온도 범위에 걸쳐서 기능적으로 안정하다. 유전체 물질은 또한 다른 공지의 패시베이션 물질보다 더 낮은 고유 유전 상수를 갖는다. 일 실시예에 있어서, 제3 유전체층(26)은 약 100 내지 1000 Å 범위의 두께를 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 유전체 물질은 파릴렌 F, 방향족 플루오르화된 VT-4, 파릴렌 HT®, 또는 기타의 플루오르화된 파릴렌계 막이다.A dielectric constant of less than 3.0, a dielectric loss of less than 0.008, a breakdown voltage strength in excess of 2 MV / cm (million volts / centimeter), a temperature stability of up to 300 DEG C, A pinhole free of a film greater than Å, hydrophobic with a wetting angle greater than 45 degrees, conformally deposited above and below a 3D structure with thickness uniformity of less than 30% The second protective dielectric layer 156 and / or the third protective dielectric layer 158 may be coated with the dielectric material. This dielectric material can be applied during the assembly level production phase to passivate the circuit board 161, board traces 162, circuit devices 140, individual electrical components 164 and 170, and assembly level structures from the environment. have. This dielectric material may be applied as a second protective dielectric layer 156 or as a third dielectric layer 158. The dielectric material is generally chemically stable to water vapor or liquid, thus protecting the first protective dielectric layer 150 and / or the second protective dielectric layer 156. The dielectric material has excellent moisture delay characteristics and is functionally stable over a wider temperature range than the other known passivation materials described above. The dielectric material also has a lower intrinsic dielectric constant than other known passivation materials. In one embodiment, the third dielectric layer 26 may have a thickness ranging from about 100 to 1000 Angstroms. In one embodiment, the dielectric material is parylene F, aromatic fluorinated VT-4, parylene HT®, or other fluorinated parylene-based films.

본 실시예의 코팅 물질은 파릴렌 C, D, 또는 N을 이용하는 공지의 패시베이션 시스템보다 더 높은 온도를 견딜 수 있으므로, 온도 극한 상태에 노출되어도 빠르게 열화되지 않을 수 있다. 부가 어셈블리 레벨 유전체층(들) 또한 능동 디바이스 영역에 대하여 또 다른 보호를 추가할 수 있다. 제2 보호 유전체층(156)과 연계한 제조의 웨이퍼 레벨에서 도포되는 제1 보호 유전체층(150) 두께의 적절한 선택 및/또는 제조의 어셈블리 레벨에서 도포되는 제3 유전체층(158)의 적절한 선택에 의해, 회로 보드 어셈블리(160)의 패시베이션이 많은 종류의 응용예에 맞도록 맞춤화될 수 있다.The coating material of this embodiment can withstand higher temperatures than known passivation systems using parylene C, D, or N, so that even when exposed to the extreme temperature conditions, the coating material may not rapidly deteriorate. Additional assembly level dielectric layer (s) may also add additional protection for the active device area. By proper selection of the thickness of the first protective dielectric layer 150 applied at the wafer level of manufacture in conjunction with the second protective dielectric layer 156 and / or by appropriate selection of the third dielectric layer 158 applied at the assembly level of fabrication, The passivation of the board assembly 160 may be tailored to suit many kinds of applications.

또한, 알루미나, 산화 탄탈, 산화 베릴륨, 산화 하프늄, 또는 고밀도 질화 실리콘, 및 이산화규소와 이 물질들의 나노라미네이트(nanolaminate)로 형성되는 제1 보호 유전체층(150)은, 본 개시물의 교시에 따라서 나노라미네이트층 또는 기타의 적합한 물질의 두께를 제어함으로써 유전 상수가 조절되며, 저연 납땜제제(low-lead solder formulation)의 사용과 관련되는 내재적 문제점인 주석 위스커(tin whisker)의 성장을 지연시킬 수 있다. 주석 위스커 성장은 수분에 의해 악화될 수 있는 수분 및 응력 조건의 존재와 관련되었다.Also, a first protective dielectric layer 150, formed from alumina, tantalum oxide, beryllium oxide, hafnium oxide, or high density silicon nitride, and silicon dioxide and the nanolaminate of these materials, The dielectric constant is controlled by controlling the thickness of the layer or other suitable material and can delay the growth of tin whiskers, an inherent problem associated with the use of low-lead solder formulations. Tin whisker growth was associated with the presence of moisture and stress conditions that could be exacerbated by moisture.

도 6은 도 5A 및 도 5B에 대하여 도시 및 전술한 회로 디바이스(160)의 일 실시예를 제조하기 위하여 수행될 수 있는 일련의 동작들을 나타낸다. 동작 200에서, 전기적 환경적 보호 코팅 시스템을 제공하는 방법이 개시된다. 동작 202에서, 공지의 집적 회로 제조 기법들을 이용하여 하나 이상의 전기 컴포넌트들(146)이 기판(142) 상에 형성될 수 있다. 동작 204에서, 제1 보호 유전체층(150) 및/또는 제2 보호 유전체층(156)이 기판(142) 및 전기 컴포넌트(146) 상에 퇴적될 수 있다. 동작 202 및 204는 웨이퍼 레벨의 제조 단계 중에 수행될 수 있는 조치들을 기술한다.6 shows a series of operations that may be performed to fabricate one embodiment of circuit device 160 shown and described above with respect to Figs. 5A and 5B. At operation 200, a method of providing an electrically environmentally protective coating system is disclosed. At operation 202, one or more electrical components 146 may be formed on the substrate 142 using known integrated circuit fabrication techniques. In operation 204, a first protective dielectric layer 150 and / or a second protective dielectric layer 156 may be deposited on the substrate 142 and the electrical component 146. Operations 202 and 204 describe measures that may be performed during the wafer level fabrication step.

동작 206 내지 214에서는 어셈블리 레벨의 제조 단계 중에 수행될 수 있는 조치들을 기술한다. 동작 206에서, 회로 디바이스(142)가 회로 보드(161)에 부착될 수 있다. 동작 208에서, 하나 이상의 개별 전기 컴포넌트(164 및/또는 170), 및/또는 상호연결구(166)와 같은 하나 이상의 어셈블리 레벨 구조물이 회로 보드(161) 상에 형성될 수 있다. 또한, 외곽 또는 다이 에지와 같은 기타의 회로 구 조물이 회로 디바이스(140) 상에 형성될 수 있다.Operations 206 through 214 describe the actions that can be performed during the assembly-level fabrication steps. At operation 206, a circuit device 142 may be attached to the circuit board 161. At operation 208, one or more assembly level structures, such as one or more discrete electrical components 164 and / or 170, and / or interconnect 166, may be formed on the circuit board 161. Other circuit structures, such as perimeters or die edges, may also be formed on the circuit device 140.

다음으로, 동작 210에서, 제1 보호 유전체층(150) 및/또는 제2 보호 유전체층(156) 위에 각각, 또한 회로 보드 어셈블리(160) 상에 형성되었던 임의의 개별 전기 컴포넌트들 또는 어셈블리 레벨 구조물들 위에, 제2 보호 유전체층(156) 및/또는 제3 유전체층(158)이 퇴적될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 보호 유전체층(150) 또는 제3 유전체층(158)은 유전체 물질로 이루어질 수 있으며, 특정 실시예에 있어서, 파릴렌 F 또는 파릴렌 HT®일 수 있다. 제2 보호 유전체층(156) 및/또는 제3 유전체층(158)이 파릴렌 F 또는 파릴렌 HT®으로 이루어져 있고 알루미나로 이루어진 하부층(underlying layer)에 인접하는 하나의 특정 실시예에 있어서, 제2 보호 유전체층(156)과 제3 유전체층(158)과의 사이에 접착 촉진제가 도포될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 접착 촉진제는 독립적으로 또는 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란과 연계하여 사용되는 이산화규소의 층일 수 있다.Next, at operation 210, on each of the first protective dielectric layer 150 and / or the second protective dielectric layer 156, and on any of the individual electrical components or assembly level structures that were formed on the circuit board assembly 160 A second protective dielectric layer 156, and / or a third dielectric layer 158 may be deposited. In one embodiment, the second protective dielectric layer 150 or the third dielectric layer 158 may be made of a dielectric material, and in certain embodiments may be parylene F or parylene HT®. In one particular embodiment in which the second protective dielectric layer 156 and / or the third dielectric layer 158 consists of parylene F or parylene HT and is adjacent to an underlying layer of alumina, An adhesion promoter may be applied between the dielectric layer 156 and the third dielectric layer 158. In another embodiment, the adhesion promoter may be a layer of silicon dioxide that is used independently or in conjunction with gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane.

동작 212에서, 패시베이션 층의 도포 방법이 완료된 후, 회로 보드 어셈블리(160)가 사용될 수 있다.At operation 212, after the method of applying the passivation layer is completed, the circuit board assembly 160 may be used.

도 7은 웨이퍼 레벨 및 어셈블리 레벨 생산 단계에서 제1 보호 유전체층(150), 제2 보호 유전체층(156), 및 제3 유전체층(158)의 다양한 조합이 도포될 수 있는 복수의 실시예 1a 내지 2c를 나타낸다. 실시예 1a 내지 2c에서는 웨이퍼 레벨 생산 단계 중에 형성되는 제1 보호 유전체층(150)을 활용한다. 도 3에 대하여 전술한 바와 같이, 제1 보호 유전체층(150)의 도포 물질 및 방법은 도 3의 실시예 1 내지 5와 유사하다.7 illustrates a plurality of embodiments 1a to 2c in which various combinations of the first protective dielectric layer 150, the second protective dielectric layer 156, and the third dielectric layer 158 can be applied in the wafer level and assembly level production steps . Embodiments 1a to 2c utilize the first protective dielectric layer 150 formed during the wafer level production step. As described above with respect to FIG. 3, the coating material and method of the first protective dielectric layer 150 are similar to those of Examples 1 to 5 in FIG.

도 7의 실시예 1a, 1b, 1c, 1d, 및 1e는 어셈블리 레벨에서 퇴적되는 제2 보호 유전체층(156)을 가지므로, 제2 보호 유전체층(156)은 어셈블리 레벨의 생산 중에 추가 또는 개조되는 어셈블리 레벨 구조물에 대한 보호를 제공할 수 있다. 어셈블리 레벨에서 추가 또는 개조될 수 있는 어셈블리 레벨 구조물의 예로서는 기판(142)의 처리, 회로 보드 컴포넌트(164 및 170)의 추가, 및 상호연결구(166)의 형성을 포함한다.Since the embodiments 1a, 1b, 1c, 1d, and 1e of FIG. 7 have a second protective dielectric layer 156 deposited at the assembly level, the second protective dielectric layer 156 may be added or modified during assembly- Level structure. ≪ RTI ID = 0.0 > Examples of assembly level structures that can be added or modified at the assembly level include processing of the substrate 142, addition of circuit board components 164 and 170, and formation of interconnections 166.

실시예 1a는 알루미나로 이루어지는 제2 보호 유전체층(156)을 나타낸다. 어셈블리 레벨에서의 제2 보호 유전체층(156)의 도포는 공지의 유기 유전체와 비교하여 향상된 환경 보호를 제공할 수 있으므로, 어셈블리 레벨에서 추가되는 컴포넌트들에 대하여 유전체 부하 효과(dielectric loading effect)를 최소화할 수 있다. 이러한 효과는 마이크로파 및 밀리미터파 주파수에까지 동작 주파수가 증가함에 따라서 점점 중요하게 된다.Example 1a shows a second protective dielectric layer 156 made of alumina. The application of the second protective dielectric layer 156 at the assembly level can provide improved environmental protection compared to known organic dielectrics, thereby minimizing the dielectric loading effect for components added at the assembly level . This effect becomes increasingly important as the operating frequency increases to microwave and millimeter wave frequencies.

실시예 1b는 제3 유전체층(158)이 없이 파릴렌 F 또는 파릴렌 HT®로 이루어지는 제2 보호 유전체층(156)을 활용한다. 이러한 특정 실시예에 있어서, 제2 보호 유전체층(156)의 도포 전에 접착 촉진제가 도포될 수 있다. 실시예 1b는 파릴렌 F 또는 파릴렌 HT®의 낮은 유전 상수로 인하여 회로 보드 어셈블리(160)의 동작에 비교적 작은 전기적 영향을 제공할 수 있다. 실시예 1c는 제3 유전체층(158)이 없이 실리카로 이루어지는 제2 보호 유전체층(156)을 활용한다.Example 1b utilizes a second protective dielectric layer 156 comprising parylene F or parylene < RTI ID = 0.0 > HT < / RTI & In this particular embodiment, an adhesion promoter may be applied prior to application of the second protective dielectric layer 156. Example 1b can provide a relatively small electrical impact on the operation of circuit board assembly 160 due to the low dielectric constant of parylene F or parylene < RTI ID = 0.0 > HT. ≪ / RTI > Example 1c utilizes a second protective dielectric layer 156 made of silica without a third dielectric layer 158. [

실시예 1d는 파릴렌 F 또는 파릴렌 HT®으로 이루어진 제3 유전체층을 갖는 알루미나로 된 제2 보호 유전체층(156)을 활용한다. 전술한 바와 같이, 알루미나 층은 독립적으로 또는 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란과 연계하여 사용되는 이산화규소의 층과 같은 접착 촉진제와 연계하여 사용되는 경우에 특히 회로 어셈블리(160) 및 파릴렌 F 또는 파릴렌 HT®에 대하여 비교적 양호한 접착력을 제공한다.Example Id utilizes a second protective dielectric layer 156 of alumina having a third dielectric layer of parylene F or parylene < RTI ID = 0.0 > HT. ≪ / RTI > As discussed above, the alumina layer is particularly useful when used in conjunction with an adhesion promoter such as a layer of silicon dioxide used in conjunction with gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane or in combination with the circuit assembly 160 and parylene < RTI ID = 0.0 > F or parylene < RTI ID = 0.0 > HT. ≪ / RTI >

실시예 2a, 2b, 및 2c는 생산의 웨이퍼 레벨에서 도포되는 제1 보호 유전체층(150)과 제2 보호 유전체층(156) 및 어셈블리 레벨에서 도포되는 제3 유전체층(158)을 갖는다. 이러한 공정을 이용한 특정 실시예에서는 디바이스들이 웨이퍼 레벨에서 전기적으로 측정될 수 있으며, 어셈블리 레벨에 대하여 오직 공지의 좋은 다이가 제공된다는 장점을 제공할 수 있다.Examples 2a, 2b, and 2c have a first protective dielectric layer 150 and a second protective dielectric layer 156 applied at the wafer level of production and a third dielectric layer 158 applied at the assembly level. Certain embodiments using this process can offer the advantage that devices can be electrically measured at the wafer level and only known good die is provided for the assembly level.

본 개시물의 또 다른 실시예는 종래의 CVD(Chemical Vapor Deposition), ECR PECVD(Electron Cyclotron Resonanace Plasma Enhanced CVD), ICPECVD(Inductively Coupled Plasma Enhanced CVD), HDICPCVD(High Density Inductively Coupled Plasma Chemical Vapor Deposition), 반응성 마그네트론 스퍼터링, 수소가 없는 전구체 가스(hydrogen free precursor gases)를 이용한 핫 와이어(hot wire) CVD 또는 PECVD에 의한 퇴적을 포함하는 고밀도 플라즈마 강화 CVD 기법을 포함하는 당업계에 공지된 기법들에 의해 퇴적된 (2.5 gm/cm3보다 큰) 고밀도 및/또는 (15 원자%보다 작은) 저 수소 함유량의 질화규소 또는 이산화규소 막을 갖는 비교적 얇은 초기층을 포함한다. 고밀도 및/또는 저수소 함유량의 질화규소는 본질적으로 더 높은 항복 전압과 수분 침투 저항성을 가질 수 있다. 종래의 CVD 또는 고밀도 플라즈마 CVD 기법들 중의 선택은 회로 보드 어셈블리의 디바이스 구조에 기초할 수 있 다. 질화규소 또는 이산화규소로 이루어진 이러한 초기층은 전하 트랩 및 기타의 표면 계면 결함들을 감소시키도록 업계에서 잘 개발되어 특성화되어 왔다. 초기 질화규소 또는 이산화규소 층 위에 퇴적된 제1 보호 유전체층이 더 두꺼울수록 전술한 향상된 성능과 보호 효과를 제공하게 된다. 이러한 실시예의 예가 도 8에 도시되어 있다.Still another embodiment of the disclosure is a method of manufacturing a semiconductor device, such as a conventional CVD (Chemical Vapor Deposition), ECR PECVD (Electron Cyclotron Resonance Plasma Enhanced CVD), ICPECVD (Inductively Coupled Plasma Enhanced CVD), HDICPCVD (High Density Inductively Coupled Plasma Chemical Vapor Deposition) Deposited by techniques known in the art including magnetron sputtering, high density plasma enhanced CVD techniques including hot wire CVD using hydrogen free precursor gases or deposition by PECVD And a relatively thin initial layer having a high density (greater than 2.5 gm / cm3) and / or a low hydrogen content silicon nitride or silicon dioxide film (less than 15 atomic%). High density and / or low hydrogen content silicon nitride may have inherently higher breakdown voltage and moisture penetration resistance. The selection of conventional CVD or high density plasma CVD techniques may be based on the device structure of the circuit board assembly. This initial layer of silicon nitride or silicon dioxide has been well developed and characterized in the industry to reduce charge trap and other surface interface defects. The thicker the first protective dielectric layer deposited on the initial silicon nitride or silicon dioxide layer, the better the performance and protection described above. An example of such an embodiment is shown in Fig.

도 8은 컴포넌트(216)를 나타낸 확대도로서, 본 특정 경우에 있어서 컴포넌트(216)는 FET(Field Effect Transistor)이다. 컴포넌트(216)는 에어 갭(217)에 의해 서로 분리된 소오스(216s), 게이트(216g), 및 드레인(216d)을 갖는다. 우수한 성능을 성취하기 위하여, 에어 갭(217)은 보호 유전체층(222) 및 질화규소의 얇은 초기층(221)과 함께 게이트 리세스 및 게이트 지오메트리(gate geometry)의 설계에 의해 유지된다. 도시된 바와 같이, 제1 보호 유전체층(222)과 얇은 초기층(221)의 조합 두께는 노드간 커패시턴스(Cgs 및 Cgd)가 감소될 수 있도록 에어 갭(17)을 유지한다. 일 특정 실시예에 있어서, 이러한 패시베이션 층은 25 내지 400 Å 범위의 질화규소의 얇은 층(221) 및 50 내지 2000 Å 범위의 두께를 갖는 비정질 알루미나의 낮은 침투성 층(222)을 포함한다. 제1 유전체층(222)은 또한 전술한 바와 같은 제1 보호 유전체층(22)과 동일한 물질 중 임의의 것으로 형성될 수 있다.FIG. 8 is an enlarged view of component 216, where in this particular case component 216 is a Field Effect Transistor (FET). The component 216 has a source 216s, a gate 216g, and a drain 216d that are separated from each other by an air gap 217. To achieve good performance, the air gap 217 is maintained by the design of the gate recess and gate geometry along with the protective dielectric layer 222 and the thin initial layer 221 of silicon nitride. As shown, the combined thickness of the first protective dielectric layer 222 and the thin initial layer 221 maintains the air gap 17 such that the inter-node capacitances Cgs and Cgd can be reduced. In one particular embodiment, this passivation layer comprises a thin layer 221 of silicon nitride in the range of 25 to 400 Angstroms and a low permeability layer 222 of amorphous alumina having a thickness in the range of 50 to 2000 Angstroms. The first dielectric layer 222 may also be formed of any of the same materials as the first protective dielectric layer 22 as described above.

질화규소는 디바이스 안정성에 있어서 마이크로파 디바이스들에 대하여 비교적 양호하고 잘 특성화된 유전체인 것으로 판명되었다. 알루미나 또한 수분 침투성과 항복 전압에 있어서 비교적 양호한 유전체인 것으로 나타났다. 본 개시물에 서 기술한 적절한 두께와 물리적 특성을 갖는 이 두 개의 물질의 조합은 공지의 패시베이션 시스템에 대하여 향상된 패시베이션 시스템을 가져올 수 있다. 일 실시예에 있어서, 나노라미네이트로 질화규소의 얇은 층이 사용될 수 있다. 나노라미네이트는 알루미나와 이산화규소, 알루미나와 파릴렌 F, 방향족 플루오르화된 VT-4, 파릴렌 HT®, 또는 기타의 플루오르화된 파릴렌계 막, 또는 알루미나와 아크릴의 교대층을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 나노라미네이트는 알루미나와 기상 증착된 테플론(Teflon)(PFTE) 및 아크릴 모노머(acrylic monomers)의 교대층을 포함할 수 있다.Silicon nitride has proved to be a relatively good and well-characterized dielectric for microwave devices in device stability. Alumina was also found to be a relatively good dielectric for moisture permeability and breakdown voltage. The combination of these two materials having suitable thickness and physical properties as described in this disclosure can lead to an improved passivation system for known passivation systems. In one embodiment, a thin layer of silicon nitride may be used as the nano-laminate. The nano-laminate may comprise alternating layers of alumina and silicon dioxide, alumina and parylene F, aromatic fluorinated VT-4, parylene HT®, or other fluorinated parylene-based membranes, or alumina and acrylic. In yet another embodiment, the nano-laminate may comprise alternating layers of alumina, vapor-deposited Teflon (PFTE) and acrylic monomers.

질화규소, 이산화규소, 및 알루미나는 특히 비교적 낮은 온도의 조건에서 원자층 증착으로 퇴적되는 경우 낮은 유전 상수를 갖는다. 낮은 유전 상수는 노드간 커패시턴스 및 코팅된 디바이스와 코팅되지 않은 디바이스 간의 성능 변화를 더욱 최소화하며, 고주파 성능에 있어서 개선을 가져온다.Silicon nitride, silicon dioxide, and alumina have low dielectric constants when deposited with atomic layer deposition, especially at relatively low temperature conditions. The low dielectric constant further minimizes the inter-node capacitance and performance variations between the coated and uncoated devices, and leads to improvements in high frequency performance.

본 개시물의 교시에 따른 도 1 내지 도 8에 도시된 것들에 대하여 기타의 물질들이 대체될 수 있다. 이러한 응용예들에 적합할 수 있는 기타의 보호 유전체 물질로서는, 이에 한하지 않지만, 표준 밀도의 질화규소, 고밀도의 질화규소, 산화탄탈, 및 산화베릴륨, 산화하프늄을 포함할 수 있다.Other materials may be substituted for those shown in Figures 1 to 8 in accordance with the teachings of this disclosure. Other protective dielectric materials that may be suitable for such applications include, but are not limited to, standard density silicon nitride, high density silicon nitride, tantalum oxide, and beryllium oxide, hafnium oxide.

수개의 실시예에 있어서 본 개시물을 설명하였지만, 무수한 변경예, 변화예, 변형예, 변환예, 및 개조예가 이 기술분야의 통상의 기술자에게 제안될 수 있으며, 본 개시물은 이러한 변경예, 변화예, 변형예, 변환예, 및 개조예를, 첨부된 청구항들의 개념과 범주 내에 포함되는 것으로 포괄하고자 하는 것이다.While this disclosure has been described in terms of several embodiments, numerous alternatives, modifications, variations, adaptations, and modifications may be suggested to one of ordinary skill in the art, Modifications, variations, adaptations, and adaptations are intended to be encompassed within the concept and scope of the appended claims.

Claims (38)

집적 회로를 제조하는 방법으로서,A method of manufacturing an integrated circuit, 기판 표면을 갖는 기판을 제공하는 단계;Providing a substrate having a substrate surface; 상기 기판 표면 상에 적어도 트랜지스터 또는 커패시터를 포함하는 전기 컴포넌트(electrical component)를 형성하는 단계;Forming an electrical component comprising at least a transistor or a capacitor on the substrate surface; 상기 기판 표면과 상기 전기 컴포넌트를 알루미나로 이루어진 제1 보호 유전체층으로 코팅하는 단계 - 상기 제1 보호 유전체층은 약 50 내지 2000 Å 범위의 두께를 가짐 -;Coating the substrate surface and the electrical component with a first protective dielectric layer comprised of alumina, the first protective dielectric layer having a thickness in the range of about 50 to 2000 Angstroms; 상기 제1 보호 유전체층의 일부분을 상기 기판 표면 또는 상기 전기 컴포넌트로부터 에칭하여 접촉 표면(contact surface)을 형성하는 단계;Etching a portion of the first protective dielectric layer from the substrate surface or the electrical component to form a contact surface; 상기 접촉 표면 상에 에어 브릿지(air bridge)를 형성하는 단계;Forming an air bridge on the contact surface; 상기 제1 보호 유전체층, 상기 전기 컴포넌트, 및 상기 에어 브릿지를 알루미나로 이루어진 제2 보호 유전체층으로 코팅하는 단계 - 상기 제2 보호 유전체층은 약 50 내지 2000 Å 범위의 두께를 가짐 -;Coating the first protective dielectric layer, the electrical component, and the air bridge with a second protective dielectric layer comprised of alumina, the second protective dielectric layer having a thickness in the range of about 50 to 2000 Angstroms; 상기 제2 보호 유전체층에 접착 촉진제(adhesion promoter)를 도포하는 단계; 및Applying an adhesion promoter to the second protective dielectric layer; And 상기 제2 보호 유전체층을 알루미나, 실리카, 파릴렌(parylene) F, 방향족 플루오르화된(aromatic-fluorinated) VT-4, 및 파릴렌 HT®로 이루어진 군에서 선택된 물질로 이루어진 제3 유전체층으로 코팅하는 단계 - 상기 제3 유전체층은 약 100 내지 1000 Å 범위의 두께를 가짐 -Coating said second protective dielectric layer with a third dielectric layer comprised of a material selected from the group consisting of alumina, silica, parylene F, aromatic-fluorinated VT-4, and parylene HT The third dielectric layer has a thickness in the range of about 100 to 1000 angstroms; 를 포함하는 집적 회로 제조 방법./ RTI > 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 접착 촉진제를 도포하는 단계는, 독립적으로 또는 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane)과 연계하여 사용되는 이산화규소의 층을 포함하는 접착 촉진제를 도포하는 단계를 포함하는 집적 회로 제조 방법.Wherein the step of applying the adhesion promoter comprises applying an adhesion promoter comprising a layer of silicon dioxide that is used independently or in conjunction with gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane. Gt; 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 기판을 제공하는 단계는, Si(silicon), GaAs(gallium-arsenide), GaN(Gallium-Nitride), Ge(germanium), SiC(silicon-carbide), 및 InP(indium- phosphide)로 이루어진 군에서 선택된 물질로 이루어진 기판을 제공하는 단계를 포함하는 집적 회로 제조 방법.The step of providing the substrate may be performed in a group consisting of silicon (Si), gallium arsenide (GaAs), gallium-nitride (GaN), germanium, silicon carbide (SiC), and indium phosphide RTI ID = 0.0 > 1, < / RTI > providing a substrate made of a selected material. 회로 디바이스를 제조하는 방법으로서,A method of manufacturing a circuit device, 기판 표면을 갖는 기판을 제공하는 단계;Providing a substrate having a substrate surface; 상기 기판 표면 상에 전기 컴포넌트를 형성하는 단계; 및Forming an electrical component on the substrate surface; And 상기 기판 표면 및 상기 전기 컴포넌트를, 0.01 g/m2/day(gram/meter2/day)보다 작은 수분 침투성(moisture permeability), 0.04%보다 작은 수분 흡수성(moisture absorption), 10보다 작은 유전 상수, 0.005보다 작은 유전 손실, 8,000,000 V/cm보다 큰 항복 전압 강도(breakdown voltage strength), 및 1015 Ω㎝(ohm-centimeter)보다 큰 시트 저항(sheet resistivity)을 갖는 전반적으로 수분 불용성 물질로 이루어진 제1 보호 유전체층으로 코팅하는 단계The substrate surface and the electrical component, 0.01 g / m 2 / day (gram / meter 2 / day) than the small moisture permeability (moisture permeability), a small water absorption than 0.04% (moisture absorption), a dielectric constant greater than 10, Insoluble material having a dielectric loss of less than 0.005, a breakdown voltage strength of greater than 8,000,000 V / cm, and a sheet resistivity of greater than 10 15 ohm-centimeters. Coating with a protective dielectric layer 를 포함하는 회로 디바이스 제조 방법.≪ / RTI > 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 기판 표면 및 상기 전기 컴포넌트를 제1 보호 유전체층으로 코팅하는 단계는, 알루미나로 이루어진 제1 보호 유전체층으로 상기 기판 표면 및 상기 전기 컴포넌트를 코팅하는 단계를 더 포함하는 회로 디바이스 제조 방법.Wherein coating the substrate surface and the electrical component with a first protective dielectric layer further comprises coating the substrate surface and the electrical component with a first protective dielectric layer of alumina. 제5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 알루미나로 이루어진 제1 보호 유전체층으로 상기 기판 표면 및 상기 전기 컴포넌트를 코팅하는 단계는, 50 내지 2000 Å 두께 범위의 알루미나로 이루어진 제1 보호 유전체층으로 상기 기판 표면 및 상기 전기 컴포넌트를 코팅하는 단계를 더 포함하는 회로 디바이스 제조 방법.Coating the substrate surface and the electrical component with a first protective dielectric layer of alumina comprises coating the substrate surface and the electrical component with a first protective dielectric layer of alumina in the range of 50 to 2000 Angstroms / RTI > 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 기판 표면 및 상기 전기 컴포넌트를 제1 보호 유전체층으로 코팅하는 단계는, 고밀도의 질화규소(silicon-nitride), 산화탄탈(tantalum-oxide), 산화베릴륨(beryllium-oxide), 산화하프늄(hafnium-oxide), 및 알루미나로 이루어진 군에서 선택된 제1 보호 유전체층으로 상기 기판 표면과 상기 전기 컴포넌트를 코팅하는 단계를 포함하는 회로 디바이스 제조 방법.Wherein the step of coating the substrate surface and the electrical component with the first protective dielectric layer comprises depositing a first layer of silicon nitride, tantalum-oxide, beryllium-oxide, hafnium-oxide, And coating the substrate surface and the electrical component with a first protective dielectric layer selected from the group consisting of Al2O3, Al2O3, and Al2O3. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 기판 표면 또는 상기 전기 컴포넌트로부터 상기 제1 보호 유전체층의 일부분을 에칭하여 접촉 표면을 형성하는 단계;Etching a portion of the first protective dielectric layer from the substrate surface or the electrical component to form a contact surface; 상기 접촉 표면 상에 부가 컴포넌트를 형성하는 단계; 및Forming an additional component on the contact surface; And 상기 제1 보호 유전체층, 상기 전기 컴포넌트, 및 상기 부가 컴포넌트를 제2 보호 유전체층으로 코팅하는 단계Coating the first protective dielectric layer, the electrical component, and the additional component with a second protective dielectric layer 를 더 포함하는 회로 디바이스 제조 방법.≪ / RTI > 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 제2 보호 유전체층은 3.5 GPa(Giga-Pascal)보다 작은 탄성 계수(modulus of elasticity), 3.0보다 작은 유전 상수, 0.008보다 작은 유전 손실, 2 MV/cm(million volts/centimeter)를 초과하는 항복 전압 강도, 3000℃까지의 온도 안정성(temperature stability), 50 Å보다 큰 막의 핀홀 자유도(pinhole free), 45도보다 큰 젖음각(wetting angle)을 갖는 소수성(hydrophobic)을 가지며, 30% 이하의 두께 균일성을 갖는 3D 구조 상하에서 컨포멀하게(conformally) 퇴적될 수 있는 유전체 물질로 이루어지는 회로 디바이스 제조 방법. Wherein the second protective dielectric layer has a modulus of elasticity less than 3.5 GPa, a dielectric constant less than 3.0, a dielectric loss less than 0.008, a breakdown voltage greater than 2 MV / cm (million volts / centimeter) Strength, temperature stability up to 3000 ° C, pinhole free of membranes greater than 50 Å, hydrophobic with wetting angles greater than 45 °, and thicknesses less than 30% A method of fabricating a circuit device comprising a dielectric material that can be deposited conformally above and below a 3D structure with uniformity. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 제2 보호 유전체층은 알루미나, 실리카, 파릴렌 F, 방향족 플루오르화된 VT-4, 파릴렌 HT®, 아크릴, 및 기상 증착된 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene)(PTFE)으로 이루어진 군에서 선택된 물질로 이루어지는 회로 디바이스 제조 방법.Wherein the second protective dielectric layer is selected from the group consisting of alumina, silica, parylene F, aromatic fluorinated VT-4, parylene HT®, acrylic, and vapor deposited polytetrafluoroethylene (PTFE) ≪ / RTI > 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 제2 보호 유전체층은 알루미나, 이산화규소, 산화베릴륨, 산화하프늄, 산화탄탈, 파릴렌 F 또는 파릴렌 HT®, 방향족 플루오르화된 VT-4, 아크릴, 및 기상 증착된 테플론(Teflon)(PTFE)으로 이루어진 군에서 선택된 나노라미네이트(nanolaminate) 물질의 교대 조합을 포함하는 나노라미네이트인 회로 디바이스 제조 방법.The second protective dielectric layer may comprise at least one of alumina, silicon dioxide, beryllium oxide, hafnium oxide, tantalum oxide, parylene F or parylene HT®, aromatic fluorinated VT-4, acrylic, and vapor deposited Teflon (PTFE) ≪ / RTI > wherein the nano laminate is a nano laminate. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 제2 보호 유전체층을 제3 유전체층으로 코팅하는 단계를 더 포함하는 회로 디바이스 제조 방법.And coating the second protective dielectric layer with a third dielectric layer. 제12항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 제2 보호 유전체층을 제3 유전체층으로 코팅하는 단계는, 상기 제2 보호 유전체층을 파릴렌으로 이루어진 제3 유전체층으로 코팅하는 단계를 포함하는 회로 디바이스 제조 방법.Wherein coating the second protective dielectric layer with a third dielectric layer comprises coating the second protective dielectric layer with a third dielectric layer comprised of parylene. 제12항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 제2 보호 유전체층을 제3 유전체층으로 코팅하는 단계는, 상기 제2 보호 유전체층을 실리카로 이루어진 제3 유전체층으로 코팅하는 단계를 포함하는 회로 디바이스 제조 방법.Wherein coating the second protective dielectric layer with a third dielectric layer comprises coating the second protective dielectric layer with a third dielectric layer comprised of silica. 제12항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 제2 보호 유전체층을 제3 유전체층으로 코팅하는 단계는, 상기 제2 보호 유전체층을 알루미나, 실리카, 파릴렌 F, 방향족 플루오르화된 VT-4, 및 파릴렌 HT®로 이루어진 제3 유전체층으로 코팅하는 단계를 더 포함하는 회로 디바이스 제조 방법.The step of coating the second protective dielectric layer with a third dielectric layer comprises coating the second protective dielectric layer with a third dielectric layer comprising alumina, silica, parylene F, aromatic fluorinated VT-4, and parylene HT & ≪ / RTI > further comprising the step of: 제12항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 제2 보호 유전체층을 제3 유전체층으로 코팅하는 단계는, 상기 제2 보호 유전체층을 알루미나와 이산화규소, 산화베릴륨, 산화하프늄과 실리카, 산화탄탈과 실리카, 알루미나와 파릴렌 F 또는 파릴렌 HT®, 알루미나와 아크릴, 및 알루미나와 기상 증착된 테플론(PTFE)으로 이루어진 군에서 선택된 나노라미네이트 물질의 교대 조합을 포함하는 나노라미네이트로 이루어진 제3 유전체층으로 코팅하는 단계를 더 포함하는 회로 디바이스 제조 방법.Wherein the step of coating the second protective dielectric layer with a third dielectric layer further comprises the step of coating the second protective dielectric layer with at least one of alumina, silicon dioxide, beryllium oxide, hafnium oxide and silica, tantalum oxide and silica, alumina and parylene F, Further comprising coating with a third dielectric layer comprised of a nano-laminate comprising alternating combinations of alumina and acrylic, and nano-laminate material selected from the group consisting of alumina and vapor-deposited teflon (PTFE). 제15항에 있어서,16. The method of claim 15, 상기 제2 보호 유전체층을 알루미나, 실리카, 파릴렌 F, 방향족 플루오르화된 VT-4, 및 파릴렌 HT®로 이루어진 제3 유전체층으로 코팅하는 단계는, 상기 제2 보호 유전체층을 100 내지 1000Å 두께 범위인 알루미나, 산화탄탈, 산화베릴륨, 산화하프늄, 또는 질화규소로 이루어진 제3 유전체층으로 코팅하는 단계를 더 포함하는 회로 디바이스 제조 방법.The step of coating the second protective dielectric layer with a third dielectric layer comprising alumina, silica, parylene F, aromatic fluorinated VT-4, and parylene < RTI ID = 0.0 > Further comprising coating a third dielectric layer made of alumina, tantalum oxide, beryllium oxide, hafnium oxide, or silicon nitride. 제12항에 있어서,13. The method of claim 12, 상기 제2 보호 유전체층을 제3 유전체층으로 코팅하는 단계에 앞서서, 상기 제2 보호 유전체층에 접착 촉진제를 도포하는 단계를 더 포함하는 회로 디바이스 제조 방법.Further comprising applying an adhesion promoter to the second protective dielectric layer prior to coating the second protective dielectric layer with a third dielectric layer. 제18항에 있어서,19. The method of claim 18, 상기 접착 촉진제를 도포하는 단계는, 독립적으로 또는 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란과 연계하여 사용되는 이산화규소의 층으로 이루어진 접착 촉진제를 도포하는 단계를 포함하는 회로 디바이스 제조 방법.Wherein applying the adhesion promoter comprises applying an adhesion promoter consisting of a layer of silicon dioxide that is used independently or in conjunction with gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 기판 표면 및 상기 전기 컴포넌트를 제1 보호 유전체층으로 코팅하는 단계에 앞서서, 상기 기판 표면 및 상기 전기 컴포넌트 위에 질화규소 또는 이산화규소의 초기층을 도포하는 단계를 더 포함하고, 상기 질화규소 또는 이산화규소의 초기층은 25 내지 400Å 범위의 두께를 가지는 회로 디바이스 제조 방법.Further comprising applying an initial layer of silicon nitride or silicon dioxide onto the substrate surface and the electrical component prior to coating the substrate surface and the electrical component with a first protective dielectric layer, Wherein the layer has a thickness in the range of 25 to 400 angstroms. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 전기 컴포넌트를 형성하는 단계는, 상기 기판 상에 적어도 트랜지스터 또는 커패시터를 형성하는 단계를 포함하는 회로 디바이스 제조 방법.Wherein forming the electrical component comprises forming at least a transistor or a capacitor on the substrate. 제8항에 있어서,9. The method of claim 8, 상기 부가 컴포넌트를 형성하는 단계는, 상기 기판 표면 또는 상기 전기 컴포넌트 상에 에어 브릿지를 형성하는 단계를 포함하는 회로 디바이스 제조 방법.Wherein forming the additional component comprises forming an air bridge on the substrate surface or the electrical component. 회로 디바이스로서,As a circuit device, 기판 표면을 갖는 기판;A substrate having a substrate surface; 상기 기판 상에 형성되는 적어도 하나의 전기 컴포넌트; 및At least one electrical component formed on the substrate; And 상기 적어도 하나의 전기 컴포넌트 상에 형성되는 제1 보호 유전체층A first protective dielectric layer formed on the at least one electrical component, 을 포함하고,/ RTI > 상기 제1 보호 유전체층은, 0.01 g/m2/day보다 작은 수분 침투성, 0.04%보다 작은 수분 흡수성, 10보다 작은 유전 상수, 0.005보다 작은 유전 손실, 8,000,000 V/cm보다 큰 항복 전압 강도, 및 1015 Ω㎝보다 큰 시트 저항을 갖는 전반적으로 수분 불용성 물질로 이루어지는 회로 디바이스.Wherein the first protective dielectric layer has a water permeability of less than 0.01 g / m 2 / day, a water absorbency of less than 0.04%, a dielectric constant of less than 10, a dielectric loss of less than 0.005, a breakdown voltage strength of greater than 8,000,000 V / A circuit device comprising a generally water-insoluble material having a sheet resistance greater than 15 ohm-cm. 제23항에 있어서,24. The method of claim 23, 상기 제1 보호 유전체층은 알루미나로 이루어지는 회로 디바이스.Wherein the first protective dielectric layer is made of alumina. 제23항에 있어서,24. The method of claim 23, 상기 제1 보호 유전체층은 약 50 내지 2000 Å 두께인 회로 디바이스.Wherein the first protective dielectric layer is about 50 to 2000 Angstroms thick. 제23항에 있어서,24. The method of claim 23, 상기 제1 보호 유전체층은 고밀도의 질화규소, 산화탄탈, 산화베릴륨, 산화하프늄, 및 알루미나로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 물질로 이루어지는 회로 디바이스.Wherein the first protective dielectric layer is made of any one material selected from the group consisting of high density silicon nitride, tantalum oxide, beryllium oxide, hafnium oxide, and alumina. 제23항에 있어서,24. The method of claim 23, 상기 기판 상에 또는 상기 적어도 하나의 전기 컴포넌트 상에 형성되는 적어도 하나의 부가 컴포넌트, 및 상기 기판 표면, 상기 제1 보호 유전체층, 및 상기 적어도 하나의 부가 컴포넌트 상에 형성되는 제2 보호 유전체층을 더 포함하는 회로 디바이스.Further comprising at least one additional component formed on the substrate or on the at least one electrical component and a second protective dielectric layer formed on the substrate surface, the first protective dielectric layer, and the at least one additional component Lt; / RTI > 제27항에 있어서,28. The method of claim 27, 상기 제2 보호 유전체층은 알루미나와 이산화규소, 산화베릴륨과 실리카, 산 화베릴륨과 파릴렌 F 또는 파릴렌 HT®, 알루미나와 플루오르화된 파릴렌, 알루미나와 아크릴, 알루미나와 기상 증착된 테플론(PTFE)으로 이루어진 군에서 선택된 나노라미네이트 물질의 교대 조합을 포함하는 나노라미네이트인 회로 디바이스.Wherein the second protective dielectric layer comprises at least one of alumina and silicon dioxide, beryllium oxide and silica, beryllium oxide and parylene F or parylene HT®, alumina and fluorinated parylene, alumina and acrylic, alumina and vapor deposited PTFE, ≪ / RTI > wherein the nano-laminate is a nano-laminate. 제27항에 있어서,28. The method of claim 27, 상기 제2 보호 유전체층 위에 형성되는 제3 유전체층을 더 포함하는 회로 디바이스.And a third dielectric layer formed on the second protective dielectric layer. 제29항에 있어서,30. The method of claim 29, 상기 제3 유전체층은 파릴렌으로 이루어지는 회로 디바이스.And the third dielectric layer comprises parylene. 제29항에 있어서,30. The method of claim 29, 상기 제3 유전체층은 알루미나, 산화탄탈, 산화베릴륨, 산화하프늄, 또는 질화규소로 이루어지는 회로 디바이스.And the third dielectric layer comprises alumina, tantalum oxide, beryllium oxide, hafnium oxide, or silicon nitride. 제23항에 있어서,24. The method of claim 23, 상기 기판 표면과 상기 제1 보호 유전체층 사이에 초기층을 더 포함하며,Further comprising an initial layer between the substrate surface and the first protective dielectric layer, 상기 초기층은 질화규소 및 이산화규소로 이루어진 군에서 선택되는 회로 디바이스.Wherein the initial layer is selected from the group consisting of silicon nitride and silicon dioxide. 제23항에 있어서,24. The method of claim 23, 상기 제1 보호 유전체층과 상기 기판 표면과 상기 전기 컴포넌트 사이에 배치되는 얇은 질화규소층을 더 포함하며,Further comprising a thin silicon nitride layer disposed between the first protective dielectric layer and the substrate surface and the electrical component, 상기 얇은 질화규소층은 25 내지 400Å 범위의 두께를 가지는 회로 디바이스.Wherein the thin silicon nitride layer has a thickness in the range of 25 to 400 angstroms. 제23항에 있어서,24. The method of claim 23, 상기 적어도 하나의 전기 컴포넌트는 트랜지스터 및 커패시터로 이루어진 군에서 선택되는 회로 디바이스.Wherein the at least one electrical component is selected from the group consisting of a transistor and a capacitor. 제27항에 있어서,28. The method of claim 27, 상기 부가 컴포넌트는 에어 브릿지인 회로 디바이스.Wherein the additional component is an air bridge. 제23항에 있어서,24. The method of claim 23, 상기 제1 보호 유전체층과 상기 제2 보호 유전체층 사이에 접착 촉진제를 더 포함하는 회로 디바이스.And an adhesion promoter between the first protective dielectric layer and the second protective dielectric layer. 제36항에 있어서,37. The method of claim 36, 상기 접착 촉진제는 감마-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란(gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane)인 회로 디바이스.Wherein the adhesion promoter is gamma-methacryloxypropyltrimethoxysilane. 제23항에 있어서,24. The method of claim 23, 상기 기판 표면과 제1 보호 유전체층 사이에 질화규소 또는 이산화규소의 초기층을 더 포함하며,Further comprising an initial layer of silicon nitride or silicon dioxide between the substrate surface and the first protective dielectric layer, 상기 질화규소 또는 이산화규소의 초기층은 25 내지 400Å 범위의 두께를 갖는 회로 디바이스.Wherein the initial layer of silicon nitride or silicon dioxide has a thickness in the range of 25 to 400 angstroms.
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